4 2015 국토교통 r&d 동향조사 보고서(시설물분야)

발

간

등

록

번

호

11-B552989-000002-11

2015 국토교통 R&D 동향조사

시설물분야

Ministry of Land, Infrastructure, and Transport Korea Agency For Infrastructure Technology Advancement

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국토교통 R&D 동향조사 시설물분야

CONTENTS

01. 개요 … ………………………………… 04 Ⅰ. 시설물의 정의 및 범위 ………………………… 04 Ⅱ. 시설물 연구의 필요성… ……………………… 07

02. 국내외 주요 정책동향 ………………… 08 Ⅰ. 미국… …………………………………………… 08 Ⅱ. EU………………………………………………… 14 Ⅲ. 일본… …………………………………………… 16 Ⅳ. 한국… …………………………………………… 18

03. 교량/터널 및 지하공간… …………… 24 Ⅰ. 주요 선진국 동향… …………………………… 24 Ⅱ 국내 동향… ……………………………………… 41

04. 사면/지반조사/기초…………………… 52 Ⅰ. 주요 선진국 동향… …………………………… 52 Ⅱ. 국내 동향………………………………………… 59

05. 항만 및 해양구조물…………………… 64 Ⅰ. 주요 선진국 동향… …………………………… 64 Ⅱ. 국내 동향………………………………………… 72

06. 특수구조물……………………………… 78 Ⅰ. 주요 선진국 동향… …………………………… 78 Ⅱ. 국내 동향………………………………………… 82

07. 국내외 동향 요약……………………… 84 Ⅰ. 시장동향… ……………………………………… 84 Ⅱ. 정책동향… ……………………………………… 84 Ⅲ. 기술동향… ……………………………………… 85

08. 주요이슈 및 시사점…………………… 88 09. 참고문헌………………………………… 90

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01. 개요 Ⅰ. 시설물의 정의 및 범위 ‌ ‘시설물’은 교량, 터널 및 지하공간, 항만 및 해양구조물, 사면/기초, 극한지구조물, 방호구조물을 대상범위로 함 ‌ 관련법에서 ‘시설물’은 건설공사를 통하여 만들어진 구조물로서 이중 ‘1종 시설물’은 교량, 터널, 항만, 댐, 건축물 등 공중의 이용편의와 안전을 도모하기 위하여 특별 관리할 필요가 있다고 인정되어 대통령령으로 정하는 시설물로 정의1) ‌ 동 연구에서 ‘시설물’은 관련법에서 정의된 시설물의 범위에서 댐, 건축물을 제외하고 기타 사면/기초, 동향조사 · 시설물분야

방호구조물 등을 포함

‌ ‘교량’은 하천/호소/해협/만/운하/저지 또는 교통로/구축물 위를 건너갈 수 있도록 한 고가구조물이며 교량기술은 교량이 주변경관과 조화 속에 기능을 발휘하도록 하는 설계/시공/유지관리/해체하는 기술을 의미 ‌ 강구조 또는 강합성 구조로 이루어진 다양한 형태의 교량을 해석하는 기술을 확보하고, 미적 요소를 고려한 고유의 설계를 유도하여, 경제적이고 안정된 교량을 시공, 건설하여 구현하고, 공용 중에 지속적인 모니터링과 유지관리를 도모하는 관련 기술 ‌ 철근콘크리트 및 프리스트레스 콘크리트 구조로 이루어진 교량을 해석/설계/시공/유지관리 하는 기술로서 철근과 콘크리트의 역학적 특징, 프리스트레스의 효과 등을 고려한 교량 기술 ‌ FRP 복합재료, 알루미늄, 신소재를 활용하여 교량을 해석/설계/시공/유지 관리하는 기술로서 신소재의 재료적 특성을 고려한 교량 기술 ‌ 교량의 해체(커팅), 폐기물의 효율적 수거, 이동하는 기술 등을 포함 ‌ 교량을 미래 유산으로 남기기 위해서 창의적인 설계를 구현할 수 있는 비정형 3차원 구조 및 3차원 프린팅, 레이저 스캐닝 첨단 기술을 활용한 제작 및 시공기술을 포함

1) 시설물의 안전관리에 관한 특별법(일부개정 2015, 1. 6)

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‌ 터널 및 지하공간기술은 위치, 직경, 구배, 지반조건을 고려하여 설계 및 굴착계획/방법을 결정하여 터널 및 지하공간을 조성하고 경제적으로 유지 관리하는 기술을 의미 ‌ 육상도로/철도터널, 전력구, 수로구 등을 설계, 굴착, 유지관리하는 기술 ‌ 태풍 등 악천후에도 국내 도서지역 및 인접국가간 교통/물류수송체계 운용을 가능하게 하는 사회기반시설을 제공하고, 교통/물류/안보(security)/문화(해저조망) 복합기능을 수행하는 한국형 해저터널 건설에 요구되는 제반 건설기술 ‌ 해저 내에 함체가 부유상태로 설치되는 부유식 해저터널에 대한 정책개발, 프로젝트 기획 및 경제성 평가, 지반조사/현장평가, 터널 설계, 함체 및 시공재료 제작, 모니터링, 보수/보강 및 방재관련 제반기술 01. 개요

‌ 지하 30M이상 심도에 건설되는 지하터널을 설계/시공하고 환기/화재를 대응하는 등 유지보수하는 기술 ‌ 여러 가지 형태의 지하대공간을 해석하고 설계하며 시공하고 완성된 지하대공간을 유지관리 할 수 있는 기술

‌ 사면/지반조사/기초분야는 인공/자연사면의 관리기술, 지반구조물 설계를 위한 정보조사/분석기술, 각종 구조물의 기초 설계/시공기술을 포함 ‌ 도로, 택지, 철도 및 공원시설 등을 건설하기 위하여 토공에 의해 인위적으로 형성된 인공사면과 재해예방을 위해 관리가 필요한 자연사면을 조성, 유지관리, 신속복구하기 위한 제반기술 ‌ 기초 등 지반구조물을 설계하고자 대상지역의 지반정보를 얻기 위해 지상·지하에 건설하는 구조물이 안전하고 경제적으로 설계될 수 있도록 지반의 제반 지공학적 특성을 비교, 분석하는 기술 ‌ 건축물, 기계 등 각종 구조물에 가해진 하중과 자체 중량을 지반에 전달시키는 구조체를 지반조건에 최적화하여 설계/시공하는 기술

‌ 항만 및 해양구조물 기술은 자원 탐사·개발, 선박 계류·수리·하역, 해상주거·관광·레저 등을 목적으로 해저/해상에 고착된 시설물과 부유식 구조물을 설계/시공/유지관리하는 기술 ‌ 수중에 있는 흙, 모래, 돌 등의 재료를 준설선으로 들어올려 이를 구역외로 운반 투기하는 기술 ‌ 해안선을 중심으로 사람과 선박이 안전하게 승선, 접안, 하역할 수 있도록 하거나 자연외력으로부터

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보호하기 위한 시설물을 건설하는 기술로서 항만 및 해안의 조사, 계획, 설계, 시공, 유지관리 기술 ‌ 수중이나 해저의 시설물을 설치하거나 지장물을 해체하는 기술을 통칭하며 수중암석파쇄, 수중구조물의 설치 및 해체공사, 계선부표 및 수중작업이 요구되는 항로표지설치, 해저케이블 및 파이프라인 설치, 해저터널 시공 기술 ‌ 해상공항, 항만, 해상물류기지, 다기능 해상폐기물 매립 및 소각시설, 에너지 저장시설, 발전 및 플랜트 산업시설, 해양레저시설 등 친환경적/경제적 국토 신공간 확보를 목적으로 하며, 인공매립 및 부유방식의 인공섬을 건설하기 위한 조사/설계/시공 기술

‌ 특수구조물은 고압/저온의 극한환경 및 우주 시설물 또는 유고지역에서 급격한 충격에 대응하기 위해 건설되는 구조물의 설계/시공/유지관리하는 기술을 의미 ‌ 온도가 매우 낮은 극지에서 구조물 구현을 위해 적합한 재료 기술, 모듈화시공 기술, 사전시공 및 동향조사 · 시설물분야

운영을 하는 소프트웨어 기술 ‌ 방탄과 방폭과 같이 구조물이 높은 변형률 속도를 갖는 하중조건에 놓일 때 안전성을 확보하기 위한 기술 ‌ 달 기지 건설과 같이 저중력, 무산소 상황의 시설물 구축을 위한 재료 및 현지 재료 획득 및 활용기술, 설비, 자동화 무인 시공, 연결 기술 표 1 시설물 분야 중분류 기술분야 정의 및 범위

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국토교통부

교량

‌ 주변경관과의 조화 속에 교량기능을 발휘하도록 교량을 해석/설계/시공/유지관리하고 해체하는 기술 ‌ 강구조 및 합성구조교량 기술, 콘크리트 구조 및 콘크리트 교량 기술, 신소재 복합재료 구조교 및 특수교량 기술

터널 및 지하공간

‌ 터널 및 지하공간의 위치, 직경, 구배, 지반조건을 고려하여 설계 및 굴착계획/방법을 결정하고, 경제적으로 유지 관리하는 기술 ‌ 육상터널 기술, 해저/침매터널 기술, 부유식 터널 기술, 대심도 터널 기술, 지하대공간 기술

사면/지반조사 /기초

‌ 인공/자연사면의 관리/복구, 육상/해상구조물을 경제적 기초를 건설/유지관리하는 기술 ‌ 사면보호/보강/유지관리 기술, 지반조사/개량 기술, 육상/해상기초 및 흙막이 구조물 기술

항만 및 해양구조물

‌ 자원의 탐사·개발, 해양과학조사 선박의 계류·수리·하역·해상주거·관광·레저 등 목적으로 해저에 고착된 시설물 또는 해상부유 구조물(선박 제외)의 설계/시공/유지관리 기술 ‌ 해양 준설/매립 기술, 항만 및 해안구조물 기술, 수중구조물 기술, 인공섬 조성 기술

특수구조물

‌ 특수구조물은 환경조건이 양호한 지역이 아닌 극한환경 또는 유고지역의 급격한 충격에 대응하기 위해 건설되는 구조물을 포함함 ‌ 고압, 극저온 구조물 건설기술, 방호구조물 건설기술, 우주구조물 건설기술

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Ⅱ. 시설물 연구의 필요성 ‌ 교량, 터널, 항만 등 시설물분야는 공공성이 높은 구조물로서 국토의 연결, 운송/물류 등 이동성 향상 및 생산 활동 지원을 통해 국토공간 활용도를 높이는데 기여 ‌ 교량, 터널, 항만은 도서간, 국가간 연결, 효율적 물류 교통망을 위해 필수불가결한 구조물임 ‌ 국내 지역간 이동시간 단축, 국가간 운송 지원, 도서 연결성 향상을 통해 국내 지역의 균형적 성장과 국가 경제 성장에 기여하는 바가 큼

‌ 국내외에서 산업발전 및 경기부양을 목적으로 한 인프라 투자가 집중되고 있으며, 이로인한 시설물 건설시장의 성장이 지속될 것으로 전망 ‌ 신흥국 산업발달에 따라 교통인프라 투자가 확대되는 추세이며, 주요 선진국은 경기부양을 목적으로 인프라 건설에 투자를 확대 01. 개요

‌ 주요 선진국의 인프라 시설물 노후화로 인해 관련 유지보수 시장의 급격한 성장이 예상 ‌ 기후변화로 인한 영구동토 해빙은 극한지역 건설사업의 부흥을 유도

‌ 국내 시설물 건설 기술은 단기간에 일부분야에서 선진국과 대등한 기술수준을 확보했으나 변화하는 시장에 경쟁력 유지를 위해 기술개발의 지속적 추진이 필요 ‌ 교량, 해저터널 등 주요 시설물의 핵심 설계 기술 확보가 미진한 실정 - 해외 건설시장에서 국내 기업의 고부가가치 설계엔지니어링 시장 점유율은 낮은 실정

‌ 기후변화로 인한 자연재해 발생빈도가 높아지는 가운데 국내 시설물 재난재해 대응을 위한 추가 기술 확보가 시급 ‌ 선진국 시설물 시장이 유지관리 중심으로 재편됨에 따라 관련 시장 대응을 위해 우수한 유지관리 기술의 확보가 필요 ‌ 신개념 교통인프라, 극한지 구조물, 우주 구조물 등 향후 부각이 예상되는 분야에서 기술적 주도권 확보를 위한 다각적 노력이 요구

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02. 국내외 주요 정책동향 Ⅰ. 미국 ‌ 미국 토목공학회(ASCE)에서는 4년마다 16개 시설물에 대해 각 시설물 관리자를 대상으로 설문조사를 실시하고 있으며, 이를 기반으로 평가를 수행하여 등급을 부여2) ‌ 미국은 각 주별로 평가를 수행한 근거로 평가결과를 종합하여 미국전체의 시설물의 상태를 제시

‌ 시설물에 대한 평가는 시설물의 안전 및 유지관리 관련 요소 뿐만 아니라, 용량, 재정조달, 미래수요 등에 대한 요소도 종합적으로 고려 동향조사 · 시설물분야

표 2 시설물 평가요소 및 내용

평가요소 용량(capacity)

내용 현재와 미래 수요를 충족시키기 위한 시설물의 용량을 평가함

상태(condition)

현재 또는 가까운 미래에 예측되는 시설물의 물리적인 상태를 평가함

재정 조달(funding)

시설물별 현재의 투입 재정 수준을 파악하고 요구되는 재정 규모와 비교함

미래 수요(future need)

시설물의 성능을 개선시키기 위한 비용을 평가하고 미래의 재정이 요구치를 충족시키는가를 결정함

운영 및 유지관리 (operation & maintenance)

발주처의 시설물에 대한 운영·유지관리 능력을 평가하고 그 시설물이 정부 법령에 따라 제대로 관리되고 있는가를 판단함

공공 안전(public safety)

시설물 상태 및 붕괴로 인한 공중 안전의 위험성 정도를 평가함

회복력(resilience)

다양한 위험 요소로 인한 시설물 시스템의 위협을 방지하기 위한 역량과 공중 안전 및 경제성을 확보하면서 신속히 서비스를 회복시킬 수 있는 능력을 평가함

혁신(innovation)

혁신적인 기술과 방법의 전략적 사용능력을 평가함

자료 : 2013 Report Card For America’s Infrastructure, ASCE, 2013

2) 2013 Report Card For America’s Infrastructure, ASCE, 2013,

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‌ 미국은 교통시스템에 대한 투자를 통한 일자리 창출 및 경기완화를 목적으로 도로/교량 성능향상 투자가 중심이 된 MAP-21(Moving Ahead for Progress in the 21st Century3) )을 추진4) ‌ MAP-21은 ’14년 9월 30일까지 27개월 동안 약 1,058억 달러 규모의 교통예산을 도로건설, 유지관리, 안전, 대중교통, 교통계획 및 제반 연구에 투자 - MAP-21에서는 사업기간동안 고속도로, 지방도로, 교량 유지/보수가 포함된 도로분야에 전체예산의 77%인 812억 달러가 투자 그림 4 MAP21 분야별 예산(단위: 억 달러, %)

FY 2013 FY 2014 합계

구분 예산(억달러)

도로 406

연구 4

안전 12

대중교통 106

합계 528

예산비중(%)

77%

1%

2%

20%

100%

예산(억달러)

406

4

13

107

530

예산비중(%)

77%

1%

2%

20%

100%

예산(억달러)

812

8

25

213

1,058

예산비중(%)

77%

1%

2%

20%

100%

02. 국내외 주요 정책동향

회계연도

자료 : 도로정책연구센터 해외정책동향(roadresearch.or.kr), 미국 연방 교통예산법 MAP-21, 14.1.20

‌ ’15년도부터 MAP-21을 확대 적용하여, 회계연도 동안 미국 내 육상교통수단 관련 프로그램에 103억 달러, 교통 안전프로그램에 224억 달러를 투자할 계획5)

‌ MAP-21에서는 도로 및 교량, 안전관련 사업 계획 시, 성과 검증을 위한 구체적 목표 설정을 강제토록 함6) ‌ 도로 및 교량, 안전관련 도로교통 사업과 대중교통 사업을 계획할 때 현재 상태와 사업 후 성과를 검증할 수 있는 구체적인 척도와 목표를 수립하여 장기 교통계획과 단기 교통개선사업 평가에 적용 ‌ 구체적인 방법과 절차의 개발 및 적용은 각 주와 해당 광역교통기구에 일임

3) Moving Ahead for Progress in the 21st Century, FHWA 홈페이지(www.fhwa.dot.gov), 2015 4) FHWA홈페이지(www.fhwa.dot.gov), 도로정책연구센터 해외정책동향(roadresearch.or.kr), 미국 연방 교통예산법 MAP-21, 2014.1.20 5) Apportionment of Federal-aid Highway Funds(http://www.fhwa.dot.gov). FHWA.2015 6) 도로정책연구센터 해외정책동향(roadresearch.or.kr), 미국 연방 교통예산법 MAP-21, 14.1.20

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‌ 미국 교통 통계국(BTS: Bureau of Transportation Statistics)은 교량 구조 결함 수준을 통계화하여 관리7) ‌ BTS는 ’92년부터 교통체계효율화법(ISTEA : Intermodal Surface Transportation Efficiency Act)에 의해 설립된 통계기관으로 교통시스템, 교통안전, 교통경제, 교통에너지 및 환경 등 500여종의 항목에 대한 통계자료를 구축하고 ’99년부터 포켓가이드를 작성하여 배포

‌ ’13년 미국 연방 도로청은 미국 전역의 고속도로 교량 대중교통 인프라에 대한 상태·성능보고서를 발표하고 교통인프라 유지개선을 위한 투자방안을 제시8) ‌ 미국은 ’10년 기준으로 604,493개의 도로교량이 있으며, 이중 68.5%가 준공된지 26년 이상 지난 교량으로 전체교량 중 21.4%는 구조적 성능요건을 충족하지 못하는 것을 나타남 - 구조적성능요건을 충족시키지 못하는 교량은 구조적 결함(5.1%)을 가지고 있거나, 오래되어 기능을 다 할 수 없는 교량(16.3%)임 동향조사 · 시설물분야

그림 1

미국 교량 중 결함교량 비중(2000-2010)

자료 : 2013 Status of the Nation's Highways. Bridges, and Transit: Conditions & Performance, FHWA, 2013

‌ FHWA(Federal Highway Adminstration)은 National Historic Covered Bridge Preservation Program 을 통해 노후 교량 보수에 관한 연구를 지원9) ‌ National Historic Covered Bridge Preservation Program은 노후 교량에 관한 보수방안 연구를 통해 시설물 수명을 장기화하는 것을 목표로 ’00년부터 ’12년까지 추진되었으며 ’12년 기준, 22개 프로젝트를 대상으로 976만 달러를 지원 7) National Transportation Statistics, BTS, 2015 8) 2013 Status of the Nation's Highways, Bridges, and Transit: Conditions & Performance, FHWA, 2013 9) FHWA 홈페이지(http://www.fhwa.dot.gov), 2015

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‌ 미국 FHWA는 ’13년 터널 검사 표준을 보완하여 터널 내진, 안전, 화재 대책에 관한 기준/지침을 제공10) ‌ National Tunnel Inspection Standards(2013) 제정을 통해 ’09년 제정되었던 Technical Manual for Design and Construction of Road Tunnels - Civil Elements(2009) 국립터널의 검사기준을 보완 - ‌ 개정된 표준은 터널의 계획, 조사, 설계, 복개터널, 내진설계, 안전, 화재대책, 조명, 환기, 시공, TBM굴 착 등에 대한 기준을 포함

‌ 미국은 지하공간을 활용하여 교통체증 문제를 해결해오고 있으며 폐기된 지하공간을 친환경 공원으로 조성하는 계획을 검토 ‌ 미국 시애틀에서는 9억달러 규모의 세계 최대 대단면 복층터널인 Alaskan way 터널이 건설 중에 있으며 ’15년 계통이 계획11) - ‌ 1930년에 준공된 Alaskan way고가도로가 2001년 대규모 지진으로 손상되어 고가도로들을 철거 02. 국내외 주요 정책동향

하고 직경 16.5m에 달하는 대단면 복층터널(정식 프로젝트명:Alaskan way Viaduct and Seawall Replacement)로 지하도로(연장 2.9km)를 건설 그림 2 Alaskan way

자료 : 워싱턴주 교통국 홈페이지(www.wsdot.wa.gov), 2012

‌ 최근 미국은 폐기된 지하역사를 재생하여 친환경공간으로 조성하는 ‘로우라인파크’ 프로젝트를 계획12) - ‌ 제임스 램지의 raad스튜디오와 댄 바라쉬 팀은 ’18년까지 뉴욕 맨하튼 동남부의 전차터미널을 재활용해 친환경 지하공원 ‘로우라인파크’를 조성할 계획임

10) National Tunnel Inspection Standards(2013), FHWA홈페이지(www.fhwa.dot.gov), 2015 11) 워싱턴주 교통국 홈페이지(www.wsdot.wa.gov), 2012 12) Lowline project, 로우라인 프로젝트 홈페이지(http://www.thelowline.org), 2015

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그림 3 뉴욕 Low Line 프로젝트

자료 : 로우라인 프로젝트 홈페이지(http://www.thelowline.org), 2015

‌ 산사태, 토석류, 사면붕괴에 대한 책임은 지질조사소가 담당하고 있으며 지질조사소는 국가차원의 산사태재해 프로그램과 피해저감 프로그램을 운영13) ‌ 미지질조사소는 집중호우 등에 의한 산사태, 토석류, 사면붕괴 등과 관련한 정책적 방향을 국가 차원의 정책 기조에 반영하기 위하여 산사태 재해 프로그램과 국가 산사태 피해저감 프로그램(NLHMS)을 수행 동향조사 · 시설물분야

‌ 기후변화 대응 및 온실가스 저감을 위해 국제해사기구는 선박 에너지 효율 및 친환경성에 대한 규제를 강화했으며, 이에 따라 미국 항만청은 ‘05년부터 그린포트 조성 정책을 추진14) ‌ 미국 항만청은 ’05년 그린포트 정책(Green port Policy)을 채택했으며, 기술향상 전략과 운영개선 전략을 통해 항만의 대기오염 저감을 유도 ‌ 그린포트 정책에 따라 미국 항만공사는 LA항만 및 롱비치항만의 그린포트화를 적극적으로 추진15) - ‌ 그린포트 정책을 통해 ’50년까지 롱비치항만의 온실가스 배출을‘06년 배출량의 80% 수준으로 감축하는 목표를 설정 그림 4 미국 롱비치 항만

자료 : 에코시안 리포트, 에코시안 연구소. 2014.02.19.

13) 산사태 발생 위험지의 통합관리 방안 연구, 산림청, 2013. 12.

14) 에코시안 리포트, 에코시안 연구소. 2014.02.19 15) “Study ‌ on establishing Green Port Policy in Korea to meet Ports’ Characteristics: Development of Ulsan Green Port Policy by using AHP”, Journal of Navigation and Port Research Vol.38 No.5 pp.549-559, 2014

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‌ 그린포트 정책은 유럽, 캐나다, 아시아의 싱가폴 등에서 추진16) ‌ 유럽내 항만의 86%가 항만환경 정책을 수립하여 시행하고 있으며, 항만환경모니터링 프로그램 운영(유럽 내 항만의 79%), 탄소발자국 프로그램 등 그린포트 정책실행지표 설정(유럽내 항만의 64%) 등 그린포트 정책을 이행 ‌ 캐나다의 벤쿠버 항만은 ’08년부터 Northwest Ports Clean Air Strategy를 수립하여 지역권 항만인(regional ports) 미국의 타고마, 시애틀 항만과 같이 선박/항만으로부터의 대기오염영향 및 기후변화 유발요소 등을 감소하기 위한 정책을 공동이행 중 ‌ 홍콩, 싱가포르 등도 아시아 내 대형항만 중 그린포트 정책을 추진하는 대표적 항만임 ‌ 미국은 관련법에서 준설토 배출 허가제, 이동에 대한 제한, 준설토 활용촉진을 명시하는 등 친환경 준설을 유도17) 02. 국내외 주요 정책동향

‌ 오염방지법(Clean Water Act.) 404항에서는 준설토의 미국 수역 배출시 허가를 받도록 규정함 ‌ 미국의 유해물질관리를 위한 특별법(RCRA : Resource Conservation and Recovery Act)과 유해물질규제법(TSCA : Toxic Substances Control Act)은 폐기물의 취급, 이동, 처리에 관한 요건을 규정하여 준설토의 활용을 제한함 ‌ 미국의 연안지역관리법(CZMA : Coastal Zone Management Act)은 각 주가 독자적인 연안지역관리 프로그램을 개발·시행하기 위한 재정적·기술적 지원을 제공하여 준설물질의 활용 촉진을 도모 ‌ 미국은 ‘Dredged Material Laws and Regulations’을 제정하여, 준설물질에 대한 폐기 규정과 절차를 설정 ‌ 미 NASA는 태양계 밖 우주탐사를 목적으로 현지재료 활용이 포함된 우주기지 건설기초연구를 지원중18) ‌ ’05년 작성된 NASA의 우주탐험 시스템 구조 및 실행계획에서는 ’18년~’25년 사이 달기지 건설과 ’20년 이후 화상탐사계획이 언급 ‌ 태양계 밖 우주탐사에 필요한 우주기지 초기연구는 우선적으로 달과 화성기지 건설 연구를 지원중이며, 이 연구에는 탐사행성의 지역 재료 활용(In-Situ Resource Utillsation : ISRU), 행성표면 건설기술 개발이 포함 ‌ ’13년 Space X, Mars One은 우주정거장 운수사업과 화성이주 계획을 발표 16) ‌ “Study on establishing Green Port Policy in Korea to meet Ports’ Characteristics: Development of Ulsan Green Port Policy by using AHP”, Journal of Navigation and Port Research Vol.38 No.5 pp.549-559, 2014 17) Study ‌ on establishing Green Port Policy in Korea to meet Ports’ Characteristics: Development of Ulsan Green Port Policy by using AHP”, Journal of Navigation and Port Research Vol.38 No.5 pp.549-559, 2014 18) Great Lakes Commission des Grand Lacs, 오대호 위원회, 2013.3

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Ⅱ. EU ‌ EU는 Mobility and Transport 위원회를 운영함으로써, 친환경적 교통시스템을 조성하고, 산업 경쟁력 향상 및 일자리 창출을 도모19) ‌ 효율적이며, 경제적인 이동시스템을 도입하고 도로이용에 대한 효율적인 운용을 위한 투자를 추진 ‌ ’14년 교통관련 정책 및 시민들의 이동성을 포함한 예산 2,001만 유로와 교통보안 관련 예산 251만 유로 등 총 2,252만 유로를 투자

‌ ’15년 EU는 도로·항만 등 인프라에 대규모 투자를 통해 일자리를 창출하고, 경기성장을 부양할 목적으로 ‘Investment Plan for Europe’을 발표20) ‌ EU에서는 향후 3년 동안 최소 3,150억 유로를 투자할 계획으로, EU와 민간이 협력하여 투자 진행을 동향조사 · 시설물분야

계획 ‌ EU는 ‘Investment Plan for Europe’에서 중장기 관점의 투자 및 중소/중견기업 중심 투자를 계획

‌ 유럽은 ‘유럽 건설기술 플랫폼 비전 2030(ECTP21) vision 2030)’을 통해 지하공간개발 등에 투자하고 있으며 이와 관련해 차세대 창의 기술항목을 도출22) ‌ 차세대 창의 기술항목으로 대단면 터널 기술, Smart 터널 기술, 대심도 초장대 지하 구조물 건설 기술, 물리적 특성 평가를 통한 전방 탐사 기술, Waterjet, Laser 등을 이용한 차세대 굴착 기술, 완전 자동화 TBM기술, 자가진단 콘크리트 기술이 선정 ‌ ’30년까지 기술개발 마스터플랜을 수립하여 R&D투자를 증가시킬 계획

‌ 유럽은 ’13년부터 Infravation Project를 통해 교량, 터널, 도로포장 등 교통인프라 성능향상을 위한 기술연구를 지원23) ‌ ’14년 유럽내 국가와 미국의 연구기관, 기업으로부터 기술개발수요조사를 실시했으며, ’15년까지 추진과제를 결정할 계획

19) 유럽의 항공우주 기술 및 정책동향, KISTI, 2014 20) http://ec.europa.eu/transport, 2015 21) European Construction Technology Platform 22) 영국 · 일본 · 한국이 예측한 건설과 교통기술, The Science Times, 2015. 4. 13.

23) Infravation Project 홈페이지(http://infravation.net), 2015

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‌ ’Infravation Project는 비용효율적인 고성능 교통인프라 건설/유지관리를 위한 재료, 보수, 모니터링, 시공법, 절차, 지원시스템 연구를 지원하며, 차세대 인프라 성능 평가방법, 인프라 내구성 및 수명연장, 비파괴 검사, 교통흐름 저영향 유지보수기술, 기후변화 대응 인프라 성능, 에너지 효율적 인프라 건설/운영, 재료 재활용 기술을 확보할 계획

‌ 영국 BTS(The British Tunnelling Society)와 ICE(The Institution of Civil Engineerings)는 ’00년 공동으로 「Specification for tunnelling」을 제정하였고, ‘10년, 3rd Edition이 개정·출간 되어 현재까지도 활용24) ‌ 「Specification for tunnelling」은 일본의 터널표준시방서와 마찬가지로 기존의 기준에 대한 의견, 비판, 제안 등을 반영하여 주요 내용들을 개정하였고, ‘04년에 추가로 BTS와 ICE가 공동으로 「Tunnel Lining Design Guide」를 제정 ‌ NATM터널의 현장타설 콘크리트 라이닝과 숏크리트 라이닝 뿐만 아니라 쉴드터널의 세그먼트 라이닝 02. 국내외 주요 정책동향

등 다양한 라이닝의 해석방법, 설계수명, 내구성, 품질관리 등을 상세히 다루고 있으며, 영국에서의 주요 적용사례 수록 외에 지표침하, 계측 및 유지관리에 대해서도 관련 가이드를 제시

‌ ’13년 5월 23일, EU 집행위원회(European Commission)는 유럽해안에 위치한 주요 319개 항만의 운영개선 및 상호연계, 내륙 운송연계 촉진을 목적으로 하는 신규정책을 발표25) ‌ 유럽연합 최초의 항만분야 입법으로 신규단거리 해상루트 개발지원을 통해 ‘30년까지 약 100억 유로를 절감 가능 ‌ 유럽화물 물동량 중 20%이상이 로테르담, 함부르크, 앤트워프에 집중되어 있고, 항만간 불균형은 화물적체, 지연, 운송사/소비자의 비용부담을 발생 ‌ 항만과 철도, 내륙수로, 도로 연계에 대한 우선투자를 위해 유럽연합 ‘유럽시설연계’ 재원의 새로운 초점은 TEN-T26) 항만사업에 맞춰진 것임

‌ EU는 유럽의 수변 및 해양 환경 보호를 위하여 ‘08년 준설매립과 관련된 모든 분야를 대해 직접 관리하는 MSFD를 발표하고 상세 이행기준을 수립 중27) ‌ MSFD는 준설매립과 관련하여 부유물 관리, 모래 준설, 파이프라인 구축, 항로 구축을 위한 연안 준설, 준설토 투기장 구축 등과 관련된 모든 분야에 대해 직접적으로 관여함 24) BTS 홈페이지(www.britishtunnelling.org.uk), 2015 25) 국제물류위클리, 한국해양수산개발원, 2013. 5 26) Trans-European Transport Network 27) Marine Strategy Framework Directive, European Commission(http://ec.europa.eu), 2015

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Ⅲ. 일본 ‌ 일본은 ’03년부터 9개 사업 분야(도로, 공항, 항만, 하수도, 치수 등)의 SOC 투자계획을 통합한 사회자본정비 중점계획(5년 단위 계획)을 수립·운영하고 있으며 ’15년 현재 제3차 계획을 추진 중28) ‌ 동 계획은 정량화된 정책적 목표 설정, 설정된 목표를 달성하기 위한 효율적 사업 추진방안 제시 등의 내용을 포함

‌ 일본은 고령화 시설물 급증으로 유지관리·개량 비용의 지속적 증가가 예상됨에 따라 유지관리소요비용 절감을 위한 예방적 방안과 효율적 유지보수 계획을 발표 ‌ 일본은 ’60년대의 고도 경제 성장기 때 상당수의 사회인프라를 구축했으며, ‘30년에는 도로, 교량의 53%, 하천관리시설의 60%, 항만부두의 53%가 건설 후 50년 이상을 경과할 것으로 예측 동향조사 · 시설물분야

‌ ’13년 6월 7일 각료회의에서 결정된 ‘과학기술이노베이션 종합전략’에는 ‘지속적인 생활과 산업을 위한 사회 인프라의 비용 절감’이 포함29) ‌ ’13년 6월 14일 통합각료회의에서 결정된 ‘일본부흥전략’은 ’30년까지 ‘국내 주요 인프라 및 모든 노후화 인프라에 센서, 로봇, 비파괴검사 기술 등을 활용하여 고도의 효율적인 점검, 수리를 실시’하는 것을 목표로 설정30) ‌ ’13년 11월 29일 일본 정부의 ‘인프라 노후화 대책 추진에 관한 관련 정부기관 회의’에서는 ‘인프라 장수명화기본계획’이 결정31)

‌ 일본은 보유 기술을 인프라 장수명화 프로그램에 적용하고, 효율적 유지관리체계를 구축하여 수출 상품(인프라 비즈니스)으로 육성하는 계획을 수립·추진 중32) ‌ 일본 정부는 도로, 다리 등의 시설물을 계획적으로 점검·보수하는 일 등을 포함한 「국토강인화기본법」 을 제정하고(’13년), ’인프라 장수명화 기본 계획’과 해당 부처별 실천 과제를 발표 ‌ ’20년까지 센서 등을 활용한 시설물 점검 및 보수 기술을 전체 인프라의 20%까지 적용하는 것이 목표로 설정하고 있으며 이를 바탕으로 세계 인프라 노후화 대응 분야에서 선두주자로 부상하는 것을 도모 28) 건설동향브리핑 제502호, 최근 일본 SOC 시설물 정비 사업 동향, 한국건설산업연구원, 2015. 03. 16.

29) 科学技術イノベーション総合戦略 2013.閣議決定, 2013 30) 日本復興戦略: 未来への挑戦, 閣議決定, 2013 31) インフラ長寿命化基本計画が, インフラ老朽化対策の推進に関する関係省庁連絡会議, 2013 32) 건설동향브리핑 제500호, 일본의 노후 SOC 시설물에 대한 최근 정책 동향, 한국건설산업연구원, 2015. 03. 02.

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‌ 일본 국토교통성은 급경사지 사면에 대한 운영체계를 구축하여 사면 재해시 체계적으로 대응33) ‌ 급경사지 사면에 대한 대책과 완경사지 사면을 구분하여 국토관리 운영체계를 수행하고 있고 완경사 사면에 대한 대책으로 토사 재해 방지 대책 기본 지침을 설정하고 ’01년부터 시행 ‌ 일본 국토교통성에서 자연사면의 토사재해와 관련한 업무는 “사방부서”가 담당하며, 토사재해와 관련한 산사태, 토석류, 유송잡물 등의 재해예방을 위한 업무를 적극 추진 ‌ 홍수에 의한 사면 재해에 대한 제도적 대책으로는 ’05년 침수예상 구역이나 토사재해 경계구역에서의 경계 피난체계 정비를 추진 ‌ 도로 사면의 재해에 대응하고자 도로방재에 주력하고 있으며, 도로기능을 빠르게 회복

‌ 일본은 ‘99년부터 하천 준설토 및 건설공사에서 발생하는 유효토를 효율적으로 활용하기 위한 법률을 제정하여 시행 중 02. 국내외 주요 정책동향

‌ 건설슬러지 리사이클 지침(’99)에서는 건설오니의 재생이용에 관한 가이드라인 및 건설슬러지의 재생이용에 관한 실시 요령을 규정하고 있으며, 건설오니 재생이용 기술기준(’99)에서는 건설슬러지 처리토 이용기술 기준을 제시 ‌ 발생토 등의 유효이용에 관한 행동계획(’03)에서는 건설슬러지 처리 설계기준, 건설슬러지처리물의 폐기물 해당성의 판단지침, 건설슬러지 분류기준, 건설슬러지 처리토 기준, 건설슬러지 처리토 품질 및 시험기준을 제시

‌ 일본은 항만 국제경쟁력 향상을 위해 21세기형 항만성장모델을 제안하고 있으며, 이를 통해 항만을 민영화, 통합화하여 집중투자하고자 함34) ‌ 최근 10년간 일본에서는 10조 엔이 넘는 자본이 각 지방자치체별로 중복 투자되어 60개가 넘는 컨테이너항만이 무분별하게 정비 ‌ 대규모 항만에 대한 집중적인 투자를 통한 항만의 고도화 및 효율화를 추진 ‌ 국토교통성은 도쿄 항만, 가와사키 항만, 요코하마 항만 등 세 개의 항구로부터 구성되는 ‘게이힌 항만’과 오사카 항만, 고베 항만 등 두 개의 항구로부터 구성되는 ‘한신항만’을 국제 컨테이너 전략 항만으로 지정하고 각 항만 운영회사를 민영화하여 경영에 민간의 관점에서 보다 나은 경영을 통합할 계획

33) 산사태 발생 위험지의 통합관리 방안 연구, 산림청, 2013. 12.

34) 일본의 주요 항만 선택과 집중으로 경쟁력 강화, 글로벌 동향브리핑, 2014.8.21

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‌ 일본은 ’60년대 항만행정이 환경문제를 취급하면서 항만환경정책을 추진해왔으며 항만 CO2감축, 연안습지 복원을 지원35) ‌ ’94년 “환경과 공생하는 항만-에코포트(eco-port)”정책, ’02년 리사이클링포트 정책과정을 거쳐 최근에는 항만에서의 CO2 감축을 위한 정책 추진 등 사회 환경과 환경문제 변화에 따라 능동적인 환경시책을 수립·시행36) ‌ 최근 50년간 연안습지의 약 40%에 해당하는 327㎢가 훼손됨에 따라, ’80년대부터 복원사업을 추진하고 있으며 ’09년까지 총 35km를 복원함

Ⅳ. 한국 동향조사 · 시설물분야

‌ 정부는 제5차 건설기술진흥기본계획(’13~’17)에서 Green & Smart 건설기술 개발을 중점추진과제로 발표하고 지능형 시설물 및 재난재해 대응 기술개발을 통해 국가경쟁력을 강화시키고자 함37) ‌ 저영향 개발기법을 공공 건설사업에 적용하여 개발에 따른 2차 오염을 최소화하고 자연순환 기능을 유지하고자 함 - ICT-저영향개발기법 융합기술개발, 도로 등 공종별 저영향개발기법 기법 적용 가이드라인 등 개발 - 사업초기부터 BIM 등을 활용한 환경영향분석을 상용화 ‌ 건설산업분야 온실가스 감축에 대비한 시설물별 전생애주기 온실가스 관리를 강화 - 온실가스 DB 구축, 배출 통계관리 및 배출저감 가이드라인 개발 등 추진 ‌ 건설기술 발전의 근간이 되는 “첨단재료, 지능형시설·프로세스, 재난·안전”분야 R&D를 지속 추진 ‌ 건설ENG 업계 니즈에 부합하고 핵심기술역량 제고에 필요한 R&D 과제를 발굴하여 기술로드맵을 수립하고 단계적으로 지원

35) 저탄소 녹색 준설매립 기술 개발 기획 연구, 국토교통부, 2011. 08.

36) 일본 친환경 항만물류 구축 동향, 물류와 정책, 창간호, 송주미, 2009.

37) 제5차 건설기술진흥기본계획(2013~2017), 국토교통부, 2012. 12.

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‌ 시설물에 대한 안전관리를 위하여 국토교통부는 ’12년 12월에 「제3차 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 기본계획(2013~2017)」을 수립하고 고시38) ‌ 시설물에 대한 안전성을 파악할 수 있도록, 시설물에 대한 실태조사 체계 구축을 ’13년부터 ’16년까지 추진 ‌ 보수·보강 등 유지관리 기술 선진화를 위한 시설물 장수명화 기술 개발과 보수·보강 등 유지관리 기술 및 기준 개발·보완을 주요 추진방향으로 설정(’15~’17) ‌ 최근 한국시설안전공단에서는 4차 기본계획 수립을 위한 연구를 수행중

‌ 정부는 ’15년도 예산 수립 시, 재난 예방·대응을 위한 안전 예산을 확대하고 SOC 안전 확보 및 안전 기술 개발을 추진하여 안전재난사고를 줄이고자 함39) ‌ 예산 증가는 세월호 참사, 판교 환풍구 추락 사고 등 후진국형 안전사고를 사전에 차단하기 위한 02. 국내외 주요 정책동향

방편으로 계획되었으며, 총 예산액은‘14년 12조 4,000억원보다 17.9% 증가한 14조 6,000억원으로 계획 ‌ 안전 예산 중 직접적인 재난 예방과 대응을 지원하는 SOC 안전 확보를 위한 예산을 확대하여 노후 SOC에 대한 보수·보강 및 시설 구축, 안전 기술 개발을 계획 표 4 2015년도 주요 분야별 안전 예산(안)

수리시설 개보수

4,800

’15년 예산(안)(억원) 5,297

재해위험지역 정비

3,524

3,816

8.3

항만 유지보수

1,468

1,608

9.5

분야

’14년 예산(억원)

’14년 대비 증가(%) 10.4

국가어항 구축·관리

1,710

2,061

20.5

도로투자(선형 불량 위험 도로, 노후 교량·터널)

8,000

13,000

62.5

교량 보수 잔여 물량 해소

891

2,597

약 200

철도(지하철역 스크린도어, 내진 보강)

-

902(신규)

-

노후 철도선로·교량 개선

6,000

9,000

50%

재해 예방 시설(항만, 댐 등) 구축 및 관리

6,000

7,000

4.7%

소하천 정비

2,094

2,300

9.8

첨단 안전 기술 및 제품 개발 연구

5,000

6,000

15.6

싱크홀 예방을 위한 건설 기술 개발

-

42(신규)

-

자료 : 한국건설산업연구원, ‘내년도 안전 예산 대폭 증액 – 재난 예방·대응에 중점’, 2014. 10.

38) 제3차 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 기본계획, 국토교통부, 2012.12.

39) ‘내년도 안전 예산 대폭 증액 – 재난 예방·대응에 중점, 한국건설산업연구원, 2014. 10.

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‌ 미래부는 범부처 차원에서 연구개발과 정부정책 간 연계를 강화하여 재난·재해에 선제적이고 종합적인 대응체계를 구축하고자 다부처 공동 기술협력 특별위원회를 구축 ‌ ’14년 6월 20일 개최한 제4회 다부처 공동 기술협력 특별위원회에서는 ‘재난·재해 예방 및 피해저감을 위한 과학기술 분야의 기여방안을 모색’을 목적으로 ‘재난·재해 대응 과학기술 역할 강화 기본방향(안)’이 제시 - ‌ 재난·재해 연구개발 효과성 제고, 재난·재해 과학기술 대응 교육·홍보·훈련 내실화, 재난·재해 대응 과학 기술 인프라 확충 등 3대 추진방향을 핵심 내용으로 제시

‌ 국토교통부는 지하공간 통합지도를 기반으로 지하공간의 통합 안전관리체계를 구축하여 안전에 선제적으로 대응하기 위한 “지반침하 예방대책”을 수립하여 추진 중40) ‌ 지하공간 통합지도는 지하매설물, 지하구조물, 지반 등 보이지 않는 지하공간을 한 눈에 확인할 수 있도록 3D로 작성 예정 동향조사 · 시설물분야

‌ 국토교통부는 지하공간 통합 안전관리체계를 통해 지하공간 통합지도의 정보를 지자체, 개발주체, 시설관리자 등에게 제공하여 기존 지반·시설물 및 신규 프로세스 안전관리를 강화할 계획 그림 5 지하공간 통합 안전관리체계 개요

자료 : 국토교통부 공식 블로그(korealand.tistory.com)

‌ ’15년 국토교통부는 건설부분 시설물 유지관리 및 고부가가치 시설물 핵심설계 기술 연구개발 사업에 전년 대비 195억원이 증액된 1,758억원을 투입하여 관련 기술개발을 추진 중 ‌ 시설물 유지관리, 건설안전 등 안전한 사회기반시설 구축과 다양한 주거 소요 반영 맞춤형 주택기술 및 에너지 관리기술 개발을 지원 ‌ 터널, 초고층빌딩 등 고부가가치 핵심 설계·엔지니어링 기술 확보와 건설시장 다변화 및 부가가치를 제고 40) 싱크홀 예방을 위한 지반침하 예방대책 발표`, 보도자료, 국토교통부, 2014. 12. 4

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‌ 국토교통부는 ’14년 7월 국토교통 R&D 중장기 전략을 통해 특수구조물 구축 기술개발을 지원할 것을 41) 발표 ‌ 시공 자동화·효율화 및 초장대 교량, 고수압·대심도 터널 등 특수구조물의 자립건설을 위한 핵심 설계·시공 유지관리 기술분야의 ’15년도 연구개발 예산은 약 186억원임 표 5 시공자동화·효율화 및 특수구조물 구축기술 개발 투자실적 및 계획 (단위: 백만원)

구분 시공자동화·효율화 및 특수구조물 구축기술

’07~’11 137,395

’12 37,305

’13 21,791

’14 21,209

’15 18,604

’16~ 70,196

자료 : 2015년도 국토교통기술 연구개발사업 시행계획, 국토교통부, 2014. 12.

‌ 행정안전부 산하 국립재난안전연구원은 ’12년 9월 국립산림과학원, 한국건설기술연구원, 국립기상연구소와 「산사태 방재 연구 협력을 위한 업무협약」을 체결 02. 국내외 주요 정책동향

‌ 업무협약에 따라 안전행정부 산하 국립재난안전 연구원은 ’13년 11월 “산사태 융합행정 및 다부처 공동연구 개발사업 기획연구”를 수행 ‌ 최근 기후변화 등 집중호우의 증가로 급증하고 있는 산지 및 도시생활권의 산사태에 대비하고 산사태 사전예측능력 향상 및 피해 최소화를 위한 기관간 정보 공유, 공동연구과제 발굴, 협력체계 구축을 추진

‌ ’12년 환경부는 새만금 개발을 위한 호내 준설과정 및 육상에서의 호내·외 준설토 관리과정에서 환경영향을 최소화할 수 있는 관리방안을 마련42) ‌ 준설토 물량 배분 위주로 구성된 현행「새만금 호소 내 준설토 관리지침」에 준설 및 준설토 관리과정 상 환경영향 및 대책 등 환경관리에 대한 사항을 보완하는 방안을 제안 ‌ 준설토 관련 기준, 준설·매립 환경영향 모니터링 및 예방방안, 매립지 사후관리 방안, 환경사고 시 대응방안 등 세부적인 내용은 ‘준설 및 준설토 환경관리 가이드라인’으로 만들어 제시

‌ 해양수산부는 해양환경관리법 개정과 유관계획 발표를 통해 준설토 재활용 촉진을 추진43) ‌ 해양환경관리법 개정을 통해 준설토사 중 일부는 해수욕장의 양빈, 항만공사용 재료 등으로 활용할 수 있도록 관련 규정을 마련 41) 국토교통 R&D 중장기 전략, 국토교통과학기술진흥원, 2014. 07.

42) 새만금 호내 친환경적인 준설 및 준설토 관리방안, 환경부, 2012 43) 제 4차 해양환경 종합계획 시행계획(안), 해양수산부, 2014

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‌ ’14년 해양수산부는 준설토사를 환경개선 사업이나 건설자원 등으로 재활용하기 위한 계획을 발표

‌ 제3차 항만기본계획에 의거하여 10년간 총 41조 규모의 중장기 항만 인프라 확충 계획을 수립44) ‌ (접안시설) 전국 항만에 대해 화물 및 여객, 유류, SPM 등을 포함하여 ’20년까지 총 288선석의 접안시설 추가 확보할 계획 ‌ (화물부두) ’20년까지 총 232선석의 화물부두를 추가로 확보하여 항만의 처리능력을 53% 제고할 계획 (9.2억 톤/년→14.0억 톤/년) ‌ (여객부두) ’20년까지 총 56선석의 여객부두를 추가로 확보하여, 국제 및 연안여객 서비스를 제고하고 해양관광 활성화할 계획 ‌ (여객터미널) ’20년까지 7개 항만에는 국제여객터미널, 11개 항만에는 연안 여객터미널을 신규로 확충하여 지역 경제 활성화 거점을 육성할 계획 동향조사 · 시설물분야

‌ (항만부지) 전국 항만에 총 5,177만㎡(여의도 면적 18배 이상)의 항만부지를 추가 확보 및 운영하여 기업 물류활동 및 주민생활을 지원할 계획

‌ 해양수산부는 주요 항만지역의 방재기능 강화를 추진 중 ‌ 폭풍, 해일, 지진 등 재해 발생시 항만과 주변지역 피해는 최소화하고 물류기능을 최대한 유지하기 위한 방재 인프라를 확충 ‌ 태풍 등 바다의 위협으로부터 항만과 배후도심권을 지키기 위한 ‘아라미르 프로젝트’가 추진

‌ 해양수산부는 ‘해양수산R&D중장기계획(’14~’20)’을 통해 항만인프라 개선전략, 해운물류시스템 효율화 및 항만운영 자동화 전략을 추진 중45) ‌ 항만인프라 개선전략은 선박 대형화 추세에 따른 초대형 해상구조물 건설시스템 구축, 물류허브기능 강화를 위한 항만의 다목적 활용 방안 개발, 파랑·해일 등의 재난·재해로부터 안전한 항만구축, 준설토 활용기술개발 등을 통한 친환경 항만조성을 위한 지원을 포함 ‌ 해운물류시스템의 효율화를 위해 투명하고 단절 없는 해운물류흐름 제공이 가능한 유비쿼터스 기반 해운물류시스템(해상 디지털 통신, 3차원 컨테이너 검색 등 ICT 기반의 실시간 물류처리 시스템 등)을 구축하고 해운물류 정보의 표준화를 추진 44) 제3차 항만기본계획, 국토교통부, 2011 45) 해양수산 R&D 중장기계획(`14~`20)(안), 해양수산부, 2013

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‌ 항만운영 자동화를 위하여 저탄소 자동화 컨테이너 터미널 최적설계 기술 및 운영시스템을 개발하여 기후변화와 초대형 컨테이너선 출현 등에 대비하는 전략을 마련할 계획

‌ 국토교통부는 북극 개발의 기초 인프라인 북극지역 공간정보를 체계적으로 구축하여 과학조사 및 연구활동 등을 지원하기 위한 ’북극 공간정보 구축 계획’을 발표46) ‌ 동 계획의 주요 내용은 북극권 자원개발과 기후변화 등 과학연구의 필수 기초자료인 수치지형도, 영상지도, 수치표고모형, 북극 전도, 해안선 및 빙하변화도 등의 북극 공간정보 5종을 ’18년까지 구축하는 것임 - ‌ (북극 전도) 북극 연안국들의 영유권 현황 등을 한눈에 볼 수 있는 상세전도로 초·중·고 교육자료 및 대 국민 홍보자료로 활용 - ‌ (수치지형도) 다산과학기지 주변(노르웨이 스발바르제도)과 그린란드 철광구 개발지역 등(약 5만㎢)에 02. 국내외 주요 정책동향

대하여 수치지형도를 제작하여 자원개발 예상지역 분석, 시설물설계, 수자원분석 등에 활용 - ‌ (영상지도) 북극권 위성영상의 지형기복을 지도형식으로 영상화한 지도로 인식이 쉽고 정보간 융·복합 이 용이한 지도를 제작하여 과학기지 신축 예정지역 선정, 자원개발 예상지역 분석, 시설물설계 및 수자 원분석 등에 활용 - ‌ (수치표고모형) 북극권 지형의 위치에 대한 표고를 일정한 간격으로 배열한 3차원 좌표형태의 수치표고 모형을 제작하여 수자원 분석 및 확보·관리, 도로, 댐, 도로 등 건설을 위한 기초자료, 지형변화 분석 등 에 활용 - ‌ (해안선 및 빙하변화도) 일정한 기간별 정기적으로 촬영된 위성영상 등을 중첩하여 해안선 및 빙하변화 를 표현한 지도를 제작하여 각 시기별 해빙의 분포 파악과 북극 기후변화와 관련된 극지연구 기초자료 로 활용

46) 북극지역 공간정보 구축, 정책뉴스, 국토교통부, 2014. 02. 17

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03. 교량/터널 및 지하공간 Ⅰ. 주요 선진국 동향 1. 시장동향 ‌ 신흥국과 미국, 유럽을 중심으로 경기부양 및 수출경쟁력 강화를 위해 교통인프라 투자를 확대하고 있으며 교량, 터널건설이 포함된 도로/철도 인프라 시장의 성장이 지속 ‌ 각 국은 물류 효율을 높여 세계 시장에서의 수출 경쟁력을 확보하고 대도시를 중심으로 한 교통체계를 효율화하기 위한 목적으로 교통·수송 인프라 신설 및 확장에 대규모 투자를 계획47) 동향조사 · 시설물분야

- ‌ 도시 대중교통 개선사업이 증가하고 있으며 대도시를 중심으로 도시 전철(METRO)이나 지능형 교통시 스템 도입이 가속

‌ 유럽연합은 기업투자 활성화 및 일자리 창출을 목적으로 ’15년부터 향후 4년간 3,150억 유로(380조 원)를 인프라 건설에 집중적으로 투자할 계획이며,48) 미국은 ’09년, 경기부양법 제정을 통해 8,310억 달러의 인프라 투자계획을 발표하여 추진 중49) ‌ 세계 고속도로 건설시장은 연 5.5%의 성장으로 ’17년 365억 달러 규모를 형성하고, 철도건설 시장은 연 3.2% 성장으로 ’17년 945억 달러 규모를 형성할 것으로 전망50) 그림 6 세계 고속도로, 철도인프라 건설시장

‘11-‘17년 실적치는 CAGR을 적용하여 외삽추정 자료 : OECD Statistics, OECD, 2015. 4

47) 에너지·인프라 성장시장, 태평양 동맹, 포스코경영연구소, 2014. 4. 9 48) EU, 3150억유로 경기부양 '융커 플랜' 시동, 한국경제, 2015, 03. 11 49) 美, 경기부양법을 활용한 교통투자 방향, 도로정책브리프, 김혜란, 도로정책연구센터, 2014. 5. 20 50) OECD Statistics, OECD, 2015. 4

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‌ Post-BRICs 시대를 맞이하면서 중국, 동남아에서 신규 케이블시장이 활발히 형성되고 기술의 진보로 도전적 케이블교량 건설 시도가 증가하고 있어 관련시장 전망이 밝음51) ‌ 케이블 교량 설계 기술의 발전, 고성능 재료와 첨단 시공법 개발로 강진, 태풍 등으로 교량건설이 불가했던 지역의 도전적 케이블 교량 건설이 증가하고 있으며, 국제 항로 준수 및 극한환경 극복을 위해 주경간장 길이가 늘어나는 등 사업 대형화 지속 ‌ ’14년 기준 해외 케이블 교량 시장은 23.5조 원이며, ’25년 시장규모는 37.2조 원 규모를 형성할 것으로 전망 - ’14년 기준 해외현수교 시장규모는 9.8조 원이며, ’25년 시장규모는 15.5조 원 수준을 형성 03. 교량/터널 및 지하공간

- ‌ ’14년 기준 해외 사장교 시장규모는 13.7조 원이며 ’25년 시장규모는 21.7조 원 수준을 형성할 것으로 예상 그림 7 해외 케이블교량 시장규모

자료 : 초장대교량사업단 케이블교량 DB 기반 업데이트 및 재구성. 2015

‌ 해외 케이블교량 발주건수는 일정한 상승/하강 추세를 보이고 있지 않으며 평균적으로 매년 사장교 10.3건, 현수교 4.1건 규모로 발주가 예상

51) 해외 ‌ 케이블교량 시장은 ’00년 이후 연평균 케이블 교량 준공건수, 평균사업비를 고려하여 산정했으며, 해외 소비잔 물가상승률 4.3%를 반영하여 산출함

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그림 8 ‘00년 이후, 해외 사장교/현수교 준공 건수

자료 : 초장대교량사업단 케이블교량 DB 기반 업데이트 및 재구성. 2015

‌ ’00년 이후 해외 케이블교량 준공/계획 건수 비중은 아시아가 가장 큼52) 동향조사 · 시설물분야

그림 9 ‘00년 이후 케이블교량 준공/계획 건수의 권역별 비중

<국외 현수교 권역별 비중>

<국외 사장교 권역별 비중>

자료 : 초장대교량사업단 케이블교량 DB 기반 업데이트 및 재구성. 2015

‌ 신흥국 교통망 확충으로 교량 건설이 지속되는 가운데, 미국, 일본 등 선진국의 경우 교량 교체 및 유지관리 시장이 활성화 될 것으로 전망53) ‌ 미국에서는 교량 보수를 위해 연간 205억 달러의 비용이 소요될 것으로 예측 - ‌ 미국 연방 도로 교통부(US Department of Transportation)는 미국 전역에 구조적 결함 또는 붕괴위험 이 발견된 교량은 7,795개이며, 이로 인해 발생되는 연간 보수비용이 약 205억 달러 수준임을 발표

52) 초장대교량사업단 케이블교량 DB 기반 업데이트 및 재구성. 2015 53) Count, Area, Length, and ADT of Bridges by Functional Classification, FHWA, 2014, (http://www.fhwa.dot.gov), 2015.1.22

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- ‌ 미국의 교량 등급은 C+로 평균이하의 등급인 것으로 나타났으며, 9개중 하나의 교량에서 구조적 결함 이 발견54) - ‌ 교량의 평균 운용기간은 42년으로 나타났으며, ’13년 기준 결함이 있거나 기능적으로 활용되지 않는 교 량의 경우도 각각 63,510개, 84,344개로 나타남 표 6 미국 노후화 및 문제교량

연도 교량 총계

2009 603,259

2010 604,460

2011 605,087

2012 607,378

2013 607,708

- 도시

156,305

157,571

158,864

160,605

163,220

- 지방

446,954

446,889

446,223

446,773

444,488

구조적 결함 교량 총계

71,177

72,397

68,755

66,749

63,510

- 도시

12,828

13,135

12,271

11,967

11,470

58,349

59,262

56,484

54,782

52,040

87,455

85,857

84,832

84,748

84,344

- 도시

38,295

38,067

38,231

38,491

38,832

- 지방

49,160

47,790

46,601

46,257

45,512

03. 교량/터널 및 지하공간

- 지방 기능적 미활용 교량 총계

자료 : Count, Area, Length, and ADT of Bridges by Functional Classification, FHWA, 2014, (http://www.fhwa.dot.gov), 2015.1.22

‌ 일본의 공공시설물 보전 시장은 ’13년 기준 2,012억 엔 규모를 기록했으며 이중 교량 유지관리시장은 851억 엔으로 이는 전년 대비 50.4% 증가한 수치55) - ‌ ’30년까지 연장 15m 이상 교량 중, 50년을 경과한 노후교량이 8만개에 도달할 것으로 예상되며, 이는 지속적 교량 유지관리 시장 확대에 기여 - ‌ 일본에서 ’10년 수준의 사회자본 투자 총액이 같은 수준으로 지속될 경우 ’37년에는 유지관리 및 보수비 가 투자총액을 상회할 것으로 예측56)

‌ 일본의 교량 유지관리 시장은 향후 센서에 의한 상시 감시시장이 성장할 것으로 예상 - ‌ 최근까지 일본의 교량 유지관리는 주로 인력에 의존하는 방식이었으나 노후교량 증가와 베테랑 검사 기 술자의 감소 등으로 센서에 의한 상시감시가 확대될 것으로 예상 - ‌ 국토교통성은 ’13년 ‘사회 인프라 모니터링 기술 활용 추진 검토위원회’를 통해 노후 인프라 보전에 활용 할 수 있는 센서 통신 기술을 검토했으며 ’20년 이후, 실증연구가 완료된 기술이 보급될 예정

54) ASCE(2013), 2013 Report Card for America's Infrastructure, http://www.infrastructurereportcard.org, 2015.1.21.

55) 일본 인프라 설비기기의 보전 관리 시장 현황, KISTI, 미리안 글로벌 리포팅 2014. 9 .27 56) インフラ長寿命化における道路橋の新たな点検技術の開発(http://www.nistep.go.jp), 2014. 4

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‌ 육상터널공법은 NATM공법과 TBM공법으로 양분되어 있으며, 도심지 터널, 장대터널, 해저터널 사업이 활발해지면서 TBM공법적용이 확대 ‌ 세계적으로 도심지 터널, 장대 산악터널, 하·해저터널 등에서는 안전하고 경제적인 시공을 위하여 TBM의 적용이 일반화57) ‌ 도심지 지하공간을 활용하는 대심도 지하터널들이 활발히 계획 또는 건설되고 있는 상황이며, 국외 도심지 교통터널에서의 TBM 적용비율은 80% 수준 ‌ 전 세계적으로 초장대 터널의 50%이상이 TBM으로 시공 또는 완공 ‌ 지질조건이 매우 불량하여 TBM적용이 어려운 현장을 제외하면 모두 TBM이 적용 표 7 세계 10대 초장대 터널별 적용 터널공법

동향조사 · 시설물분야

터널명 Gottard Base Tunnel(시공 중)

연장(km) 57.07

국가 스위스

용도 철도

터널시공법 4대의 경암반 TBM

Seikan Tunnel

53.85

일본

철도

재래식 공법

Channel Tunnel

50.45

영국-프랑스

철도

11대의 쉴드 TBM

Lotschberg Base Tunnel

34.58

스위스

철도

경암반 TBM

Guadarrama Tunnel

28.38

스페인

철도

4대의 High-Power, 쉴드 TBM

Hakoda Tunnel

26.46

일본

철도

NATM

Iwate-Ichinoe Tunnel

25.81

일본

철도

NATM

Pajares Base Tunnel(시공중)

24.67

스페인

철도

10대의 더블 쉴드 및 싱글쉴드 TBM

Laerdal Tunnel

24.51

노르웨이

도로

NATM

Iiyama Tunnel

22.23

일본

철도

NATM

자료 : TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설기술 연구단, 2013

‌ 현재 선진국을 중심으로 TBM공법 적용이 활성화된 가운데 향후 TBM 터널 건설시장은 교통터널 수요가 급증할 것으로 예상되는 중국이 주도할 것으로 예상58) ‌ 유럽, 일본, 미국 등 선진국은 NATM공법 적용 시 교통흐름 저해와 소음·진동으로 인한 환경 민원으로 인해 TBM공법 적용 비율이 50% 이상 - 일본은 지난 20년간 자국에서만 3,000개에 달하는 터널공사에 TBM장비 및 TBM터널 건설기술을 적용

‌ 중국은 향후 20년간 교통터널의 수요만 20,000여개에 달할 것으로 추정 - ‌ 지하철 터널은 평균적으로 매년 180 km가 신설되고 있으며, ‘30년까지 15대 도시에 계획된 지하철은 2,280 km에 달할 것으로 예상 57) ‘전단면 터널 굴착기’ 국산화 총력, 건설기술, 2011 58) TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설기술 연구단, 2013

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‌ 현재 유럽에서 시공 중 또는 시공 예정인 주요 초장대 TBM터널 프로젝트는 총 시공연장 162km에 공사비용은 232억 유로에 달함 표 8 유럽의 주요 초장대 TBM터널 계획

터널 프로젝트명 Brenner basis

연장 55km

국가 오스트리아, 이탈리아

공사기간 2010~2020

공사비용 90억 유로

Koralm

33km

오스트리아

2008~2016

40억 유로

Semmering

22km

오스트리아

2009~2018

26억 유로

Lyon-Turin

52km

프랑스, 이탈리아

2009~2019

76억 유로

합계

162km

232억 유로

자료 : TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설기술 연구단, 2013

03. 교량/터널 및 지하공간

‌ 현재 국내외에서 다수의 국가간-대륙간 초장대 해저터널 건설이 시공 및 계획 중으로 해저/침매터널, 부유식 터널 시장에 대한 전망은 긍정적59) ‌ 현재 운영중인 초장대 해저터널은 영불해협 해저터널, 오레선트 해저터널, 세이칸 터널, 동경만 해저터널, 링컨 해저터널 등 5곳이며, 보스포러스 해저터널, 새먼터널 등 2곳이 시공 중 ‌ 중국 본토와 대만을 연결하는 대만해협 해저터널, 스페인과 모로코간 지브롤터 해저터널, 베링해저터널, 중국 다롄-엔타이 해저터널 등이 계획 중 표 9 계획중인 초장대 해저터널 프로젝트

Country China

Tunnel Mainland - Taiwan

Length 125 km

Estonia - Finland

Tallin - Helsinki

54~80 km

Finland - Sweden

˚ - Vaasa Umea

25~48 km

Ireland - Wales

Dublin - Holyhead, Irish Sea

95 km

Korea - Japan

Tsushima-kaikyo (Strait) and Korean Strait

55+65 km

Russia - Ukraine

Kerch Strait (Krasnodar - Krym)

45km

Marokko - Spain

Gibraltar

38.7 km

Russia

Stalin's forced-labor project to link Sahalin to the mainland,

10~20 km

Russia - USA

Bering Strait

74.4 km

자료 : TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설기술 연구단, 2013

59) TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설기술 연구단, 2013

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2. 기술동향 (1) 강구조 및 합성구조 교량 ‌ 고성능 강재는 미국과 일본에서 주로 연구가 많이 이루어지고 있으며, 인장강도 800MPa급 고성능 강재를 실제교량에 적용60) ‌ 미국은 1992년부터 HPS 개발을 시작하여 2004년 200개 이상의 교량에 적용하였으며, 내후성을 보유한 HPS690W(인장강도 800MPa, 항복강도 690MPa, 인성규격 -34℃ 48J이상)의 강재를 실제 교량에 적용 ‌ 일본은 최근 BHS 강재 개발프로그램을 통해 항복강도 700MPa급의 BHS700(W) 강재의 개발을 진행 중 - ‌ 일본은 Honshu-Shikoku 연결 프로젝트를 통해 인장강도 700MPa급 및 800MPa급 고강도 강재 (HT690, HT780)를 장대교량 주부재로 적용한 경험이 있음 - ‌ 항복강도 500MPa급의 BHS500(W) 강재는 2008년 도쿄항 임해대교의 트러스 부재 20,000톤 중에서 10,000톤이 적용됨 동향조사 · 시설물분야

표 10 고강도 강재 해외기술현황

세부기술

업체명(국적) 보유 기술 US Steel Bethlehem (미국)

세계 최고 기술 기술수준 및 특징 High Performance Steel (HPS690W) (2002)

기술 수준

인장강도: 760MPa 이상 인성: -34℃ 48J이상 내후성보유 제조법: Q&T

기술 효과

인성부여로 안전성 확보, 고강도강 적용에 따른 경제성 확보, 내식성확보로 유지관리비용 절감

보유 기술

Bridge High Performance Steel (BHS700W) (2008)

기술 수준

인장강도: 780MPa 이상 인성:-40℃ 100J 이상 내라멜라테어성능: Z35보증 내후성보유: W재 제조법: Direct Q&T

기술 효과

인성부여로 안전성 확보, 고강도강 적용에 따른 경제성 확보, 내라멜라테어 성능으로 주탑 등 후물재 적용성 우수

고강도 강재 NSC (일본)

NSC, JFE, 고베제강 (일본)

보유 기술

해변용 내후성강 제조기술 (1999)

기술 수준

비래염분량 1.0mdd수준 에서도 내식성 보유 교량용 후판

기술 효과

해안지역에서 장대교량 적용시 유지관리 비용 절감

자료 : 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015

60) 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015

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‌ 강재의 내구성능 향상을 위해 도료의 내부식성능 강화 연구가 미국, 일본, 프랑스를 중심으로 이루어지고 61) 있음 ‌ 미국은 도료의 내부식성능 강화 및 내구성능 향상을 위한 연구를 진행중임 ‌ 일본은 1980년대부터 교량 및 강구조물에 대한 내구연한에 대한 기초 조사를 완료하고 지역별, 환경별로 도장 시스템을 구축함 ‌ 프랑스는 내후성시험을 기반으로 하여 철 구조물 보호 시스템에 대한 연구를 진행하고 있음 표 11 고내구성 도료 해외기술현황

세부기술

간사이 페인트 (일본)

기술 수준

내구수명 : 20년

기술 효과

부식환경이 심각한 환경에서 내구수명 확보를 통한 유지 관리 비용 절감

IP (영국)

보유 기술

세라믹계 내후성 도료 (2005)

기술 수준

내구수명 : 15년

기술 효과

내구수명 확보를 통한 유지관리 비용 절감

03. 교량/터널 및 지하공간

고내구성 도료

보유 기술

세계 최고 기술 기술수준 및 특징 해안가 및 공업지대용 내후성 도료 및 도장 시스템 (2005)

업체명(국적)

자료 : 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015

‌ ’14년 미국 Mineta National Transit Research Consortium에서는 철도교량의 잔존 피로수명과 누적 손상을 평가하기 위한 방법론을 개발62) ‌ 미국의 경우, 철도교량에 대한 상당수가 20세기 초에 시공됨에 따라 교량의 이론적 피로수명 초과로 인하여, 유지관리에 대한 요구가 증가되고 있는 상황 ‌ 철도 교량은 증가되고 있는 화물열차 중량을 고려하지 않고 설계되었기 때문에 철도교량을 보수/ 개축하기 위해서는 허용 가능한 잔존 피로수명과 누적 손상을 평가하기 위한 평가기법과 관련된 절차를 확립하는 것이 필요

61) 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015 62) ‌ Fatigue Evaluation of the Increased Weight Limit on Transit Railway Bridges (No. CA-MNTRC-14-1143), Nassif, H., Ozbay, K., Lou, P., & Su, D, 2014

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(2) 콘크리트 구조 및 콘크리트 교량 ‌ 콘크리트 재료와 관련해 덴마크, 프랑스, 일본 등이 세계최고 기술을 보유63) ‌ 초고성능 콘크리트에는 덴마크의 Alborg Portland사에서 개발한 CRC, 프랑스의 Bouygues 사에 의해 개발된 RPC, 프랑스의 LCPC에 의해 개발된 MSFRC, 일본의 카지마 건설 등에 의해 개발된 SUQCEM, KICT의 K-UHPC 등이 있음

‌ 높이 400m 이상의 고주탑 시공용 고압송 콘크리트 개발 및 시공 프로세스는 일본, 미국에서 우수한 기술을 보유64) ‌ 일본에서는 고유동 콘크리트가 1980년 후반에 개발된 후 활발하게 고유동 콘크리트에 대한 연구와 현장 적용이 증가 ‌ 유럽의 경우, 프랑스, 스웨덴 및 노르웨이를 중심으로 활발히 연구 동향조사 · 시설물분야

‌ 고유동 콘크리트에 대한 유럽의 가이드라인이 ’05년 5월에 발표되었으며, 비용절감 효과가 있는 것으로 분석 ‌ 고유동 콘크리트에 대한 현장 적용 사례에 의하면 교량건설에 고유동 콘크리트를 사용한 경우 약 5~15%의 비용절감이 발생하는 것으로 분석 표 12 고유동 고압송 콘크리트 해외기술현황

세부기술

업체명(국적) 오바야시 구비 (일본)

보유 기술 또는 특허 경량골재 및 섬유를 이용한 고유동 콘크리트

기술 수준 슬럼프 플로우 600~700mm인 고내구성 콘크리트

고유동성 콘크리트

J.W.Peters. Inc (미국)

고유동 콘크리트 시공사

슬럼프 플로우 600~700mm인 콘크리트 시공

University of Sherbrooke(캐나다)

고유동/고강도 콘크리트

재료분리 없는 슬럼프 플로우 600mm 이상

카즈미(일본)

경량콘크리트의 펌프압송

H=175m 압송 평가

요코이(일본)

가압실험 후의 콘크리트 슬럼프 플로우 변화

슬럼프 플로우 680mm 이상시 경시변화 감소

타케우치(일본)

사장교 주탑 타설시 압송배관 압력

압력손실과 토출관의 관계 평가

UBE 미쯔비시 (일본)

고압송/고유동 콘크리트

고압송/고유동/저발열/수중콘크리트 제조 및 시공

압송

자료 : 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015

63) 초고성능 콘크리트 개발현황, KICT, 2013 64) 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015

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2015 국토교통 R&D 동향조사 시설물분야

‌ 앵커리지 수화열 제어용 초저발열 콘크리트 개발 및 현장타설 기술 실용화는 일본과 미국에서 수행된 바 65) 있음 ‌ 일본에서는 약 20년전부터 고성능 재료개발연구를 시작하였으며, ’92년 이래 저발열/고유동/고강도 콘크리트를 개발하여 실구조물에 적용 ‌ 미국에서는 이미 ’41년에 일본에서의 고벨라이트 시멘트 계열에 해당하는 저열 포틀랜드 시멘트(ASTM의 포틀랜드 시멘트 Type Ⅳ로 규정)가 규정 ‌ 최근 미국에서는 일본이나 독일보다 벨라이트 함량이 많은 고벨라이트 시멘트에 실리카퓸이나 CSA와 C2S를 주성분으로 하는 특수시멘트 개발연구가 진행 표 13 초저발열 콘크리트 해외기술현황

세부기술

수화균열 해석

보유 기술 또는 특허

Atomic Energy (캐나다)

Reactive Powder Concrete

기술 수준 저발열 콘크리트(온도상승 23~53℃, 재령100일 압축 강도 96MPa)

비고 03. 교량/터널 및 지하공간

초저발열 시멘트/ 콘크리트

업체명(국적)

Aksahi-Kaikyo UBE 고유동 저발열 수중불분리 Bridge의 앵커리지 고유동/저발열 콘크리트 미쯔비시(일본) 콘크리트 및 초저발열 시멘트 및 주탑기초에 적용 日鐵시멘트 (일본)

매스콘크리트용 시멘트, 저발 Hakuchou Bridge 콘크리트 수화제어기술 열 특수고로시멘트(LE) 및 초 적용 저발열 특수고로시멘트(LB)

Sumitomo Osaka(일본)

초저발열 시멘트

초저발열 시멘트 제조기술을 활용한 콘크리트 배합기술

Delft 대학(네덜란드)

수화열 해석기술

콘크리트 수화열에 관한 범용 프로그램 개발

일본콘크리트 공학협회(일본)

온도응력연구기술

매스콘크리트 구조물의 온도 응력 추정방법

자료 : 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015

‌ 일본은 교좌장치 등 조인트가 없는 연결기술을 개발하여 경제적이고 주행성이 향상된 콘크리트 교량 시공법을 개발66) ‌ 조인트와 교대를 철근 콘크리트 구조로 연결하여 그 위에 아스팔트 포장을 부설하여 충격 발생을 억제하며, 온도 변화에 따른 교량의 신축에 대해 기초 및 교대·교각이 바뀜으로써 흡수됨 65) 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015 66) New Technology Information System(www.netis.mlit.go.jp), 2015

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‌ 미국, 일본은 콘크리트 교량의 균열 억제 및 철근부식 추정기술을 개발 ‌ 미국에서는 프리텐션 거더 강연선의 디텐셔닝 공정에서 여러 가지 균열이 발생함에 따라, 이를 억제하기 위한 연구가 지속적으로 진행67) ‌ 일본은 와류 탐사기술을 활용해 콘크리트 교량 기초의 철근 부식을 추정하는 기술을 확보함68) 그림 10 바운더리 체커

동향조사 · 시설물분야

자료 : www.netis.mlit.go.jp, 2014. 10.15

(3) 신소재 복합재료구조 교량 및 특수교량 ‌ 일본에서는 강교량에 고강도 콘크리트, 플라스틱 섬유보강 시멘트판 등 신재료 적용 교량 기술개발이 지속 ‌ 일본은 300Mpa급 고성능 콘크리트를 세계 최초로 개발하여 고성능 강을 활용한 강교에 적용하였으며 FRP 덴던의 개발 및 이를 활용한 교량의 개발 등을 통해 세계최고의 연구실적을 보유 ‌ 상합성 교량 상부슬래브 가설 현장타설 시, 현장타설 콘크리트에 매립되는 강거더와 도금강판, 플라스틱섬유보강 시멘트판을 활용

‌ 미국 Creative Pultrusion는 폴리우레탄 복합소재 제품 및 방호울타리 제품제작 기술 보유하고 있으며, 설계, 제작 및 시공능력을 보유69) ‌ 미국 고속도로 교통안전 위원회, 미연방고속도로협회 및 미 교통국에서는 심도있는 수치 해석적 연구와 충돌 시험을 통하여 복합소재(FRP)를 이용한 방호울타리의 기준을 확립하고 제품을 개발 ‌ 미국 차량충격테스트 (NCHRP 350 TL-3) 시험을 수행하여 성능 확인 67) ‌ Evaluation of Crack Control Methods for Deep Pretensioned Bridge Girder Ends. PCI Jounrnal, 58(2), 91, Okumus, P. & Oliva, M, G., 2013 68) www.netis.mlit.go.jp, 2014.10.15 69) Polyurethane/E-Glass Pultruded Guardrail(http://www.creativepultrusions.com), 2014.

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‌ 미국에서 한계상태설계법 기반 교량 설계기준이 채택된 이후 유럽, 일본 등에서 신뢰도 해석 이론에 기반한 교량 설계기준 개념이 정립되고 있으며 국제기준으로 확산70) ‌ 미국의 경우, 한계상태설계법에 기반한 교량의 설계기준이 1994년 AASHTO에 의해 공식 채택되었고, 이후 동일한 신뢰도해석 이론을 토대로 한 교량 성능평가 및 운용 의사결정 방법론이 개발되어 2001년에 공식 채택되어 사용 ‌ 미국, 유럽, 일본을 중심으로 신뢰도기반 교량설계기준의 개념이 정립되어 실행기준으로 개발되고 있으며, 교량평가에 대해서도 신뢰도기반개념의 적용이 이들 국가들의 지침과 ISO와 같은 국제기준들에서 점차 확산

‌ 케이블교량의 운용관리시스템은 초정밀 계측, 현수교 케이블 상태 비파괴진단, 재난대응시스템 구축, 위험 예측 및 의사결정 지원 기능제공의 방향으로 발전71) 03. 교량/터널 및 지하공간

그림 11 해외 케이블교량 유지관리시스템 기술개발 동향

자료 : 초장대교량사업단 경제성분석 보고서, 날리지웍스, 2015

‌ 일본은 케이블 교량의 케이블 가설 시공성 향상을 목적으로 케이블 장력 측정 및 모니터링 기술을 개발/ 72) 적용 ‌ 일본에서는 케이블 방식 PC교량, 사장교 등에 사용할 수 있는 고차원 진동법을 활용하여 교량용 케이블의 장력 측정 및 모니터링 기술을 개발

70) 케이블교량 성능 최적화 기술개발 기획 연구개발계획서, 한국도로공사, 2014 71) 초장대교량사업단 경제성분석 보고서, 날리지웍스, 2015 72) 橋梁用ケーブルの張力測定・モニタリング技術(高次振動法) (http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014

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(4) 육상터널 ‌ 해외 주요 TBM기술 보유국은 TBM제작·생산 및 시공경험을 기반으로 기술경쟁력을 확보 ‌ 독일 및 일본 등은 TBM제작·생산 및 시공경험을 40~50년 이상 축적하고 있으며, 이를 기반으로 세계 TBM장비 시장을 주도 ‌ 중국은 세계 최대 터널시장으로 급부상하고 있으며, 자국 터널시장을 대상으로 TBM을 제작 및 생산하고 이를 현장에 적용 ‌ 세계 TBM장비 및 TBM건설기술을 주도하고 있는 유럽은 커터헤드 설계기술 선진화, 디스크커터 수명 향상, 고성능 세그먼트 개발 등 경제적인 TBM시공을 위한 기술개발을 추진 ‌ EU공동프로젝트인 TUNCONSTRUCT(2004~2008) 프로젝트를 통해 기존 TBM커터헤드 설계기술을 선진화하였으며, 고성능 디스크커터, 고성능 세그먼트 기술을 개발 동향조사 · 시설물분야

- TBM공법 적용 공사비의 50% 가량을 차지하는 디스크커터와 세그먼트의 비용 절감을 유도 - ‌ TUNCONSTRUC에 앞서 추진되었던 GOODLIFE(2000~2003) 프로젝트에서도 경제적인 TBM공법적 용 터널 건설을 위해 디스크커터 수명 향상 연구가 수행된 바 있음

‌ TBM 터널시공 시, 막장전방예측을 위한 기술이 실용화되었으며, 탐사기술의 고도화가 진행 중 ‌ 독일 Herrenknecht사에서 판매하는 대표적인 막장전방 예측 기술은 GET(Geo Exploration Technologies)사에서 개발된 BEAM(Bore-Tunnelling Electrical Ahead Monitoring) 시스템임73) - ‌ BEAM 시스템은 막장면 전방 및 TBM 본체 옆 부분에 전극을 설치하여 전기저항을 측정하고 유도분극 현상을 이용하여 해석하는 기법을 활용 그림 12 BEAM 시스템의 구성요소

73) TBM에 적용되는 막장전방 예측기술에 대한 고찰 및 기술사례, 이인모 외3, 2011.11

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‌ 독일 Bo Ra Tec사는 TBM 장비에 시추공 탐사 장비를 설치하고 공동이 많은 카르스트 지형 구조를 가진 Katzenberg 터널 현장에서 시추공 레이다 탐사 방법을 이용하여 데이터를 획득하고 해석을 수행74) ‌ 미국 시애틀지역 U-Link사업(경전철 터널사업)에서 TBM터널 굴진 시 TBM과 상호작용에 의해 전석을 탐지하는 기술을 개발75)

그림 13 독일 Bo ra tec사에서 개발한 시추공 레이다 탐사(Richter, 2011)

<현장실험 전경>

03. 교량/터널 및 지하공간

<Shield TBM에 설치되는 시추공 개요도>

‌ 중국은 자국 터널 시장 적용을 목적으로 해외 주요 TBM 제작·생산 기업을 인수합병했으며 이를 기반으로 TBM제작·생산 및 시공기술력을 향상 ‌ 중국은 향후 20년간 교통터널 수요만 20,000여개에 달할 것으로 추정 ‌ 중국정부의 철도 및 도로 인프라 건설계획에 따라 초장대 터널건설 프로젝트들이 구상되면서 TBM이 필수적으로 적용 또는 검토 ‌ 최근에는 TBM 제작사인 프랑스 NFM사를 합병한 북방중공업(NHI)이 독자적으로 TBM을 제작·생산

‌ 국외에서는 도로, 철도터널 이외에 수도, 가스, 통신을 위해 공동구 적용이 활성화 ‌ 독일, 영국, 스위스 등 국외에 적용된 공동구는 상/중수, 냉/난방, 전력/통신, 도시가스, 압축공기, 쓰레기, CATV를 수용하고 있으며, 개착공동구(A = 5 ∼ 19m2), 터널식 공동구(2종 이상, Φ2.5 ∼ 8.6m), 굴착(Φ7 ∼ 8m)에 의한 도심지 터널식 공동구가 적용

74) TBM에 적용되는 막장전방 예측기술에 대한 고찰 및 기술사례, 이인모 외3, 2011.11 75) Walter, ‌ B., & Mooney, M. (2012). Extending TBM Reliability by Detecting Boulders. In North American Tunneling Conference, Indianapolis, IN.

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표 14 국외 공동구 설치사례

국가명 독일

지역명 브페르타트

시설규모(m) 3.40×1.90

수용시설 수도, 가스

영국

런던

반원형 (F2.65m)

통신, 가스, 수도

러시아

모스크바

2.30×2.10

통신, 전력, 난방, 수도

스위스

취리히

쉴드터널

하수, 중수, 전기, 통신

네덜란드

암스테르담

2련암거

상수, 중수, 냉방, 난방, 전력, 통신, 도시가스

미국

NASA

2.40×2.20

전력, 통신, 냉난방, 공기

알라스카미군기지

1.50×1.70

상·하수도, 난방

암스테르담

12.0×4.0

상수, 중수, 냉방, 난방, 도시가스, 전력, 통신

사이타마

19.2×5.2

상수, 중수, 난방, 하수, 전력, 통신

네덜란드

동향조사 · 시설물분야

일본

히비야

F7.3m

전력, 통신, 상·하수도

오사카

F8.6m

통신, 오수/우수, 전기

비고

[쮜리히 공동구]

[암스테르담공동구]

[사이타마신도심공동구]

자료 : 도심지 소단면(Φ3.5m 급) 터널식 공동구 설계 및 시공 핵심기술 개발 기획보고서, 국토교통부, 2015

(5) 해저/침매터널 ‌ 노르웨이, 영국, 프랑스 일본 등 선진국은 오랜 기간동안 해저지반조사, 지반조건별 굴착기술을 축적해오고 있으며, 장경간 해저터널기술을 확보76) ‌ 노르웨이는 세계 해저터널의 절반인 33개의 해저터널을 건설하여 조사, 설계, 시공, 감리 등 충분한 정보와 노하우를 보유 ‌ 영국과 프랑스는 ’94년 TBM 공법을 적용하여 국가간 고속철도 연결을 위한 Channel 터널을 개통 ‌ 일본은 간몬 터널 이후, 해저터널 기술 노하우를 축적해오고 있으며이를 바탕으로 일본 다이세이건설 ’13년 보스포러스 해협에 지하철용 해저터널을 개통 - ‌ 일본은 해저터널과 관련된 지질조사 등 핵심기술을 1930년대부터 축적해왔으며, 최근 해저지중접합을 성공하는 등 세계 선두권 기술력을 보유

76) TBM Glossary 2006,ITA, 2006.

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(6) 부유식터널 ‌ 부유식 터널과 관련해 노르웨이, 이탈리아 등에서 개념연구가 지속77) ‌ ’78년 노르웨이 공공도로국은 깊이 150~250m, 길이 2km의 강재/콘크리트 합성 부유식 터널 Hogs Fjord 개념 설계를 제안 ‌ 노르웨이는 Kristaiansan-Trondheim을 연결하는 1,100km 구간 중 3km를 푼툰형 해중터널로 연결하는 Sogne Fjord을 제안 ‌ 이탈리아는 ’69년 Messina 해협의 부유식 터널 설치를 개념화했으며 일본은 Funka Bay, Daikokujima 등에 부유식 터널 설치를 검토

03. 교량/터널 및 지하공간

‌ 중국은 ’01년에 이태리 외교부 및 Naples대학과 Jintang해협 횡단에 수중교량을 적용하기 위한 공동연구를 시작하고 ’04년부터 세계 최초의 부유식 교량 설치를 추진78) ‌ ’04년에는 중국 과학원의 주도로 이태리와 공동으로 SIJLAB(Sino-Italian Joint Laboratory of Archimedes Bridge) 프로젝트를 새롭게 시작함으로써 SFT건설에서 새로운 전환기를 마련 ‌ SIJLAB프로젝트 목적은 중국 저장성에 위치한 Qiandao리조트에 세계 최초의 AB(Archimedes Bridge)를 건설하는 것으로서, SFT의 거동을 보다 정확히 파악하고 실제 크기의 SFT 프로토타입을 설계하여 설치하는 것을 목표로 함

(7) 대심도 터널 ‌ 대심도 터널의 경우는 교통체증 해소와 환경개선 등을 위하여 도심지 지하도로용 복층터널 건설이 건설된 사례가 있으며, 복층터널에 저류/배수기능을 부여하여 활용도를 높임 ‌ 미국에서는 Alaskan way 고가도로의 지하화 프로젝트가 추진 중이며 ’11년부터 ’15년까지 총 사업비는 9억 달러가 투입 ‌ 스페인 마드리드 M-30은 하천기능 회복 및 지역주민 삶의 질 개선을 위한 대심도 터널을 건설 ‌ 중국에서도 상하이를 비롯한 대도시를 중심으로 다양한 복층터널들이 도시계획에 반영

77) 해중고속철도기획연구, 한국철도기술연구원, 2013 78) Weekly Construction Technology Trend V207, 롯데건설 기술연구원, 2013.6 13.

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‌ 말레이시아 쿠알라룸푸르 SMART터널의 총 연장은 12.7km로, 이 중 9.7km가 홍수조절 역할을 하는 수로터널로 계획하였으며, 나머지 3.0km구간은 편도 2차선의 복층구간과 최하부 홍수조절구간 등 3층 터널로 구성79) ‌ 일본은 터널 노후화, 교통량 증대, 차량 대형화 등에 대응하기 위해 약 40여 개소에서 교통흐름을 확보한 터널 확폭 시공이 이루어졌으며, 현재 프로텍터 설계기술 및 전용 굴착기 개발 등으로 2차선의 차량 운행을 확보할 수 있는 기술이 개발·적용80)

동향조사 · 시설물분야 79) 대심도 지하도로 설계지침 제정연구 1차년도 최종보고서, 국토교통부, 2012. 12.

80) 교통류 보존형 터널단면 확대 시공기술 개발(3차년도), 국토해양부, 2012. 10. 25.

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Ⅱ. 국내 동향 1. 시장동향 ‌ 국내 장대교량 시장의 규모가 지속적으로 증가할 것으로 예상 ‌ 국내 장대교량 시장규모는 ’90년대 약 0.8조원에서 ’00년대에 4.6조원, ’10년대에는 6.7조원에 달하고 있어 지속적으로 증가81) - ‌ 국토 가용면적 확대 및 낙후지역 개발을 위한 서남해안 개발 사업추진에 따라 발주개수가 증가할 것으 로 예상

‌ ’13년 기준 국내 도로 교량은 29,190개소로 총 2,852km에 달함 03. 교량/터널 및 지하공간

표 15 전국 도로별 교량개소 및 연장(2013.12 기준) (단위 : 개, km)

구분 교량개소

2005 22,871

2006 23,805

2007 24,923

2008 25,792

2009 26,920

2010 27,381

2011 28,152

2012 28,713

2013 29,190

교량연장

1,987

2,139

2,289

2,389

2,567

2,618

2,721

2,792

2,852

자료 : 국토교통통계누리, https://stat.molit.go.kr, 2015

‌ 국내 교량의 노후화의 진행으로 유지관리 시장규모의 증가가 예상 ‌ ’14년도 한국시설안전공단이 제시한 노후 시설물중 교량 560개가 30년 이상이 경과된 시설물로 파악되며, 50년 이상 경과된 교량만 해도 133개로 나타남82) - 향후 10년간 시설 노후화는 2배 이상 급증할 예정이며, 21.5%에 이를 것으로 판단

‌ 철도교량의 경우는 30년 이상 된 교량이 1,266개로 전체 교량의 42%를 차지하며, 50년 이상 철도교량의 경우도 802개로 27%수준을 차지83) - ’07~’11년 유지·보수비용이 연평균 1조 6,399억원에서 ’20년에는 2조 9,600억원에 이를 것으로 예상

81) 국내 장대교량 시장규모 6.7조원 예상, 한국건설신문 2014.07.16일자 82) 30년넘은 시설 1864개. 댐·철도 교량 노후화 심각, MK뉴스, 2014.05.29.

83) 30년이상 노후 철도시설 43%... 보수예산 6% 뿐, 연합뉴스, 2014.9.11.

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‌ 국내 터널은 지속적 증가추세에 있으며, ’13년 현재 1,659개소, 연장 1,208km에 달함84) ‌ 도로터널개소는 ’05년 817개에서 2013년 1,659개로 약 2배 증가하였으며, 연장의 경우도 551km에서 1,208km로 증가 표 16 도로터널개소 및 연장

구분 터널개소(개)

2005 817

2006 932

2007 1,064

2008 1,152

2009 1,287

2010 1,382

2011 1,465

2012 1,578

2013 1,659

터널연장(km)

551

648

755

806

910

974

1,053

1,149

1,208

자료 : 국토교통통계누리, https://stat.molit.go.kr, 2015.01.21.일 검색기준

‌ 철도터널은 ’05년 일반철도 535개, 고속철도 50개에서 ’13년 일반철도 599개, 고속철도 85개로 증가하였으며, 철도터널 연장은 ‘05년 일반철도 280.4km, 고속철도 77.1km에서 ’13년 일반철도 459.4km, 고속철도 150.5km로 증가 동향조사 · 시설물분야

표 17 철도터널 개소 및 연장

연도 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

구분 일반철도

1km미만 470

총연장(km) 280.4

27

21

2

77.1

일반철도

470

49

5

276.8

고속철도

29

22

2

81.2

일반철도

472

50

5

278

고속철도

29

22

2

81.2

일반철도

469

49

5

276.6

고속철도

30

21

2

78.8

일반철도

463

49

5

276.9

고속철도

30

21

2

78.8

일반철도

485

64

5

316.6

고속철도

29

22

2

81.2

일반철도

489

86

6

373.6

고속철도

56

29

6

152.7

일반철도

471

89

7

408.5

고속철도

56

29

6

152.7

일반철도

490

98

11

459.4

고속철도

50

29

6

150.5

84) 국토교통통계누리, https://stat.molit.go.kr, 2015.01.21일자

국토교통부

5km이상 5

고속철도

자료 : 국토교통통계누리, https://stat.molit.go.kr, 2015.01.21일자

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1-5km이상 50

2015 국토교통 R&D 동향조사 시설물분야

‌ 육상 터널 중 도시집중화에 따른 집단민원, 공동구 설치의무화(세종시 등), 공동구 지중화에 대한 인식변화 등으로 공동구 설치 연장이 지속적으로 증가 중85) ‌ 전력, 통신, 가스 상하수도 등을 동시에 수용가능한 복합공동구와 고압 송전선의 지하화를 위한 배전선 공동구, 주거환경 개선을 위한 가공선로 지하화를 위한 공동구 누적 시장은 ’23년 6조 2천억 규모에 이를 것으로 추정

‌ 국내 대심도 터널 구축 관련 계획으로 U-Smart Way, 부산지하고속화도로 등이 검토되었으나, 경제성 문제로 인하여 계획을 변경하여 추진된바 있음86) ‌ U-Smart Way은 ’09년 최초 제안이후, 막대한 사업비, 서울시 재정난, 민간사업의 리스크 지적으로 추진이 지연되었으며 ’14년 서부간선도로, 제물포길 지하도로 공사로 변경되어 추진 - ‌ 서부간선도로지하도로의 사업비는 약 5,900억 원 규모로 금천IC에서 성산대교 남단까지 이르는 03. 교량/터널 및 지하공간

10.3km구간을 지하화하고, ’15년 상반기에 추진하여 ’19년 개통을 목표로 함 - ‌ 제물포길 지하도로의 사업비는 4,546억 원으로 양천구 신월동에서 국회의사당 교차로에 연결되는 총 연장 7.6km의 도로로 ’18년부터 ’21년까지 사업이 진행될 예정 - U-Smart Way계획에 포함되었던 동부간선도로 지하화는 ’30서울플랜에서 확정

‌ ’11년에 제안된 부산지하고속화도로는 막대한 건설비로 인한 낮은 경제성이 지적되어 사업규모 축소 후, 동서부산지하고속화도로 사업으로 변경하여 추진87) - ‌ 최초 부산지하고속화도로의 사업추진은 5,250억 원이었으며, 노포방향의 중앙 IC를 제외하는 등 사업 규모를 축소하여 ’14년 4월 재추진이 결정 - ‌ 부산 북구 만덕동 만덕로~해운대구 재송동 수영강변도로 구간 약 40m 지하에 연장 8.92km 4차로로 대심도로 건설을 계획 중이며, ’21년 완공을 목표로 함

‌ ’14~’18년도간 보령-안면도간을 연결하는 보령해저터널이 시공 중88) ‌ 총 사업비 5,400억원이 투입되는 국도 77호 건설사업에서 총 14.1km구간 중 해저터널은 대천항에서 원산도까지 6.9km구간임

85) 도심지 소단면(Φ3.5m 급) 터널식 공동구 설계 및 시공 핵심기술 개발 기획보고서, 국토교통부, 2015. 7 86) 대심도 지하도로 설계기준 제정 연구, 국토교통부, 2012 87) “만덕~센텀 지하고속도로 경제성 충분”, 부산일보, 2014.10.15.일자 2면.

88) 국토교통부 공식블로그, korealand.tistory.com, 2015

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‌ 바다수면에서 75m아래로 건설되는 암반층을 뚫는 NATM 공법을 적용하여 시공 그림 14 보령해저터널

자료 : 국토교통부 공식블로그, korealand.tistory.com

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‌ 목포 임성리역과 제주도를 연결하기 위해 해상교량 및 해저터널을 활용한 연장 167km의 고속철도사업이 89) 검토 ‌ 해남과 보길도까지 18km를 다리로, 보길도에서 제주도까지 85km는 해저터널로 건설되며 예상 사업비는 16.8조 원, 설계기간은 최장 3년, 공사기간은 8년으로 예상됨 ‌ 개통 시 연간이용객은 1년 1,500만 명 정도로 추산되며, 생산유발효과가 44조 143억원, 임금유발효과는 6조 3천억 원, 고용유발효과는 34만명 정도가 될 것으로 예상 그림 15

목포-제주간 해저터널 건설 구상안

자료 : ‘목포~제주’ 해저 고속철도사업 속도내나, 뉴시스, 2014. 08. 20.

89) 목포~제주 해저 고속철도사업 속도내나, 뉴시스, 2014. 08. 20.

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2. 기술동향 (1) 강구조 및 합성구조 교량 ‌ 국내에서 강구조 및 합성구조 교량에 고성능 신소재 개발 및 적용, 신형식 구조의 적용하기 위한 연구가 지속 ‌ ’13년 강상자 구조 및 트러스구조가 결합된 장경간 하이브리드 교량구조 개발연구가 수행되어 설계 및 시공기술을 개발하고, 상용화 방안 제안90) ‌ ’13년 강합성 교량의 입출가설용 상부슬래브 개발을 위한 연구가 진행하여, 압출슬래브 대한 설계, 시공, 유지관리 지침서 및 가설공법을 개발91) - ‌ 터널형 압출슬래브를 대상으로 압출가설시스템에 대한 상세설계를 수행하고, 상세설계결과를 바탕으로 압출가설시스템에 대한 검증실험 03. 교량/터널 및 지하공간

- 상부슬래브의 압출가설공법을 제시하고, 상부슬래브와 강거더 상부플랜지 합성공법을 개발 그림 16 강합성 교량의 입출가설용 상부슬래브 개발

자료 : 강합성 교량의 압출가설용 상부슬래브 개발, 최항용, 국토교통과학기술진흥원, 2013.

(2) 콘크리트 구조 및 콘크리트 교량 ‌ 교량의 내구수명 향상을 목적으로 고성능 콘크리트의 개발이 활발히 이루어지고 있음 ‌ 포항산업과학연구원은 시멘트와 강섬유의 탄소절감을 위해 포스코의 고로슬래그를 활용하여 저시멘트 콘크리트와 제작단계를 간소화한 저탄소 강섬유에 대한 기초연구를 수행 90) 강상자 구조와 트러스 구조가 결합된 장경간 하이브리드 교량구조개발에 관한 연구, 신동기, 국토교통과학기술진흥원, 2013 91) 강합성 교량의 압출가설용 상부슬래브 개발, 최항용, 국토교통과학기술진흥원, 2013.

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‌ 한국도로공사는 ‘해양환경 초장대교량 콘크리트의 내구수명 200년 확보방안’ 연구를 통해 교량에 피복두께, 사용재료, 표면도장 개선을 통한 내구수명 200년 확보방안을 제시 ‌ 국내에서 프리캐스트 공법을 적용하여, 기존의 철근조립 및 콘크리트 타설공법의 양생시간을 줄이는 문제를 해결

‌ 국내는 곡선강교, PSC박스형 곡선교의 설계, 시방규정이 부재한 상황이며 이와 관련해 국토부에서 설계 및 시공방법에 대한 연구가 수행 중 ‌ ’14년도에는 국토교통부는 Smart Mold 시스템을 이용한 프리캐스트 곡선 PSC 보(Cuved Beam)의 실용화 연구를 진행92) ‌ ’14년도에 국토교통부는 PSC I형 거더를 현장에서 생산 가능하도록 하는 생산 설비 확보하고, 안정적인 생산기술을 확보하기 위한 연구개발을 수행93) 동향조사 · 시설물분야

그림 17 대구도시철도구간에 사용되는 PSC 궤도 빔 시스템

(3) 신소재 복합재료구조 교량 및 특수교량 ‌ FRP 복합재료를 활용한 교량 건설공법들이 다양하게 개발 및 적용 ‌ FRP 복합재료를 활용한 구조부재의 개발은 ’01년도부터 대학교·국책연구기관 등이 주체가 되어 연구를 진행

92) Smart Mold시스템을 이용한 프리캐스트 곡선 PSC 보(Curved Beam)의 실용화 연구, 김성제, 국토교통과학기술진흥원, 2013 93) 이동식 반력대 및 부분 비축착을 적용한 단부 형고 증대형 프리텐션 거더 표준화 및 생산기술 개발, 이종원, 국토교통과학기술진흥원, 2014

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그림 18 FRP복합소재 활용 교량 – 새천년대교 조감도(2018년 완공)

자료 : http://www.longspanbridge.org/

‌ 첨단 복합소재를 활용하여 교량용 방호울타리를 개발하는 연구를 수행 ‌ ’12년 국토교통부는 첨단 복합소재 교량용 방호울타리 개발에 대한 연구를 진행하며 첨단 복합소재를 03. 교량/터널 및 지하공간

개발하고 이를 활용한 방호울타리 개발연구를 진행94)

‌ 국내에서 ’08년부터 ’15년까지 초장대교량 사업단을 통해 장경간 케이블 교량 핵심기술 자립화를 위한 기술개발을 수행95) ‌ 초장대교량 사업단에서는 장경간 케이블 교량의 계획 및 설계핵심기술, 고성능 케이블 및 구조재료, 공기단축 및 비용절감형 케이블/주탑/기초 시공기술, IT기반 방재 및 유지관리 기술을 개발

‌ 국토교통부는 ‘14년부터 ‘케이블교량 성능 최적화 기술개발 기획’을 지원하고 있으며 이를 통해 기확보된 초장대교량 건설기술 통합관리체계 구축 및 사업화 촉진전략을 수립96) ‌ 신뢰도 기반 케이블교량 설계기준과 연계된 케이블 교량 성능 최적화·고도화 기술을 도출 ‌ 초장대교량 사업단 연구성과의 통합시범적용을 통해 최적 성능을 구현하고 활용·확산을 위한 추진전략을 수립

94) 첨단 복합소재 교량용 방호울타리 개발에 관한 연구, 김승억, 국토교통과학기술진흥원, 2012 95) 초장대교량사업단 홈페이지(www.longspanbridge.org), 2015. 1. 검색기준 96) 국토교통과학기술진흥원(www.kaia.re.kr) 사업공고, 2014. 11.11

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(4) 육상터널 ‌ 국내에서는 교통흐름 유지 터널 확대 시공기술 개발 및 확대공법 개발을 위한 연구를 진행 ‌ ’12년 국토교통부는 노후화된 터널을 확대하고 확장하는 과정에서 차량운행을 유지하는 기술로, 과거 운행을 중지시키고 확장한 것에서 발전시킨 개념으로 관련 확대 방안 및 시방서(안)을 연구97) 그림 19 터널단면 확대 단면도

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‌ 터널시공에 대한 위험지반 평가기준개발 및 의사결정을 위한 운영모델 연구를 수행98) ‌ 위험지반에 대한 위해요소별 원격 암판정 의사결정을 위한 DB 구축 및 위해요소별 영향도평가, 기준개발, 안전감시시스템 활용기술을 개발 중 ‌ 원격 터널 암판정 의사결정을 위한 플랫폼을 개발하고, 자동화 평가기술 및 3차원 모델링 기술을 개발 중

‌ ’10년 대단면 TBM건설기술 확보를 목표로 ‘TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM 터널의 최적 건설기술’ 연구개발사업이 추진99) ‌ 국내에서는 TBM기술이 부재하여 해외에서 TBM장비를 도입하고 있으며, 장비구매비가 고가일 뿐만 아니라, 대형 장비 운송비용도 과다하게 소요되어 NATM대비 경제성이 부족 ‌ 국토교통부는 TBM건설기술 확보를 목표로 1단계로 ‘TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM 터널의 최적 건설기술’ 연구단을 추진 ‌ 연구단 기술개발을 통해 8m급 TBM커터헤드 재활용 기술, 세그먼트 라이닝 설계 및 세그먼트 제작기술을 확보했으며 개발된 기술은 Test-Bed 현장에 적용되어 검증단계

97) 교통류 보존형 터널단면 확대 시공기술 개발, 김동규, 국토교통과학기술진흥원, 2012 98) 터널시공 중 위험 지질조건 판정을 위한 의사결정 시스템 개발 기획, 김창용 국토교통과학기술진흥원, 2013 99) TBM연구단 1단계 사업 경제적 성과분석, 한국건설기술연구원, 2015

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‌ 최근 국토부에서는 세계 최고수준의 라이프라인 인프라 구축의 일환으로 도심지 소단면 공동구 설계 및 시공기술개발에 관한 기획연구를 지원100) ‌ 기획연구를 통해 도심지 소단면 터널식 공동구의 글로벌표준화설계법(LRFD) 및 안전관리기술, 급고구간/특수지반 급속시공기술 및 장비, 수직구 급속시공기술개발계획을 수립

(5) 해저/침매터널 ‌ 거가대교 시공 노하우를 기초로 국내 기업이 보스포러스 해저터널 시공을 수주하는 등 높은 수준의 해저/침매터널 시공기술력을 확보101) ‌ 터키 유라시아 터널은 ’08년 12월 터키 교통부 산하 공항, 철도, 항만청에서 발주한 해저터널 5.4km가 포함된 총 1.46km의 터널 건설사업으로 SK건설이 포함된 컨소시엄이 수주102) 03. 교량/터널 및 지하공간

- ‌ SK건설은 보스포러스 터널의 시공을 주관하고 있으며, 보스포러스 연약한 지층, 최대수압 11bar 이상, 규모 7.5이상의 강진이 자주발생하는 지리적 특성을 고려해 대단면 TBM(직경 1.37m)을 이용한 복층터 널 로 시공

‌ 터키 유라시아 터널은 ’17년 준공이 예상되며 일 교통량은 13만대임

(6) 부유식터널 ‌ 한국건설기술연구원, 한국해양과학기술원, 한국철도기술연구원 등에서 수중교량 시공기술에 대한 103) 연구를 수행 ‌ 한국해양과학기술원은 ’11년부터 수중교량의 거동해석 및 설계를 위한 기술개발을 자체 연구로 수행하여, 일본 Funka만 수중교량의 단면과 동일한 제원에 대한 2차원 수조실험과 테더링 방식 및 보강형 종류에 대한 연구를 수행 ‌ 한국철도기술연구원은 수중교량을 해상철도운송 수단의 중심으로서 해중철도로 명명하면서 2차원 단면형상, 충돌 및 폭파, 지진거동에 대한 연구를 진행 ‌ 한국건설기술연구원에서는 ’12년부터 연구에 착수하여 고속열차 주행에 의한 수중교량의 동적거동 해석기법 및 수중교량의 지진해석 기법을 연구하였고 수중교량 보강형의 기본단면을 결정

100) 도심지 소단면 턴널식 공동구 설계 및 시공 핵심기술 개발 기획보고서, 국토교통과학기술진흥원, 2015 101) 해저터널기술기획최종보고서, 국토교통부, 2011 102) 대심도 복층터널 설계 및 시공기술 개발 연구과제와 SK건설(유라시아터널) 적용기술력의 차별성, 한국건설기술연구원 지반연구소, 2015 103) Weekly Construction Technology Trend V207, 롯데건설 기술연구원, 2013.6 13.

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그림 20 한국건설기술연구원의 수중교량 단면 개념도

‌ 한국건설기술연구원은 정부연구개발사업 자원을 통해 ’11년부터 ’15년까지 부유식 교량, 해상 에너지 저장소, 연육 활주로 등에 필요한 콘크리트 부유구조체를 개발 - ‌ ‘콘크리트 부유식 해상인프라 건설기술 개발’에서 고내구성, 고안정성을 가지고 제작비용이 약 40% 절 감 가능 콘크리트 부유구조체를 개발 동향조사 · 시설물분야

(7) 대심도터널 ‌ 국토교통부는 ’14년부터 ’19년까지 ‘대심도 복층 터널 설계 및 시공기술개발’과제를 통해 도심지 지하공간 활용을 극대화하기 위한 신형식 복층터널 건설기술 개발을 지원104) ‌ 기술개발 이전까지 국내 지하공간분야 연구개발은 설계·해석분야에 집중되어 있어 신기술 및 운영기술에 대한 기술이 부족 - ‌ 현재 국내터널 관련 R&D는 산악지역 도로 및 철도터널에 국한되어 있으며, 국내 지하입체 교통·물류 인프라 구축관련 도로 기하구조 설계 및 운영기술과 운전자 친화형 감성 공학적 시설 설계 기술은 낮은 수준

‌ 도심지 교통정체 해서, 지상공간 부족, 지상 녹지공간확보 등 사회적 수요에 대응하는 시설물 수요를 반영공기단축을 위한 기계화·자동화 시공기술, 장대 네트워크 지하도로의 특성을 고려한 환기/ 방재기술 및 안전관리기술 등 국내에서 전무한 복층 터널 설계/시공기술을 개발 - ‌ 프랑스, 영국, 미국 등 일부 기술선진국만 독점 보유하고 있는 복층 터널 계획/설계기술의 독자 확보를 도모

104) 국토교통과학기술진흥원(www.kaia.re.kr) 사업공고, 2014. 11.11

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(8) 지하대공간 ‌ 국내 지하대공간 구조물 건설기술은 경주 방사능 폐기물 처리장, 울산, 여수 석유비축기지 등 건설을 통해 세계적 수준으로 인정 ‌ ’15년 5월 제 5차 IAEA 방사성폐기물 안전협약 검토회의에서 경주 중저준위 방사성 폐기물 처분시설(1단계)이 IAEA 사용후 핵연료관리 안전 및 방서성 폐기물관리 안전 공동협약 검토회의에서 우수사례로 선정105) - ‌ 캐나다, 아르헨티나, UAE, 덴마크,우루과이 등과 17개국이 참여해 협약 의무사항에 대한 질의 및 토의 를 진행했으며 주민수용성 향상을 위한 부지선정 절차 도입 및 중저준위방폐장 준공을 다른 국가에서 적용할 수 있는 우수사례(Good Practice)로 선정

‌ 국내에서는 제 3차 석유비축계획에 따라 ’13년까지 1억 46백만 배럴의 원유/제품/LPG 저장시설 건설을 완료106) 03. 교량/터널 및 지하공간

- ‌ 제 3차 석유비축계획을 통해 세계 최초의 해저비축기지(평택)이 완공되는 등 관련 노하우를 기반으로 해외시장 진출이 활발 - ‌ 제 4차 석유비축계획(2014~2025년)에서는 비상시 대비, 안정적 석유 수급을 위해 2025년까지 1억716 만 배럴의 전략비축유를 충유할 예정

‌ 국토교통부는 지하대공간 대단면화/대형화를 위한 설계/시공 기술개발을 지원107) ‌ ’07년 지하대공간 건설을 위한 고성능 지보재 및 방배수재 개발’ 과제를 통해 대형 대단면 지하공간 창출을 위한 자재 기술을 개발 ‌ ’08년 ‘IT기반 지하대공간 설계/안정성 평가 시스템 기술개발’과제에서 지반-지보재 상호거동분석 및 안정성 평가기술이 개발되었으며, ‘11년 ‘강재지보재의 웹기반 자동환 응력측정 시스템 개발과 실용화 연구’에서 웹기반 유지관리시스템을 개발 ‌ ’15년 ‘지하대공간 친환경 환기 및 채광기술’, ‘지하대공간 창출을 위한 굴착 및 시공기술 개발’을 해외 우수연구기관과의 공동연구를 통해 고부가가치 핵심원천기술을 확보하는 ‘기술선도형 국제공동연구’ 주제로 선정108)

105) 한국원자력환경공단(www.korad.or.kr), 2015 106) 제 3차 석유비축계획, 2006 107) 국토교통과학기술진흥원 성과자료(www.kaia.re.kr), 2015 108) 국토교통기술촉진연구사업 , 국토교통과학기술진흥원, 2015

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04. 사면/지반조사/기초 Ⅰ. 주요 선진국 동향 1. 시장동향 ‌ 세계적으로 사면재해(산사태 포함)로 인한 인적, 경제적 피해는 전반적으로 증가하는 추세이며, 이에 전 따라 사면 보강, 복구 시장이 확대될 것으로 전망 ‌ 사면재해의 경우, 단독으로 발생하기 보다는 지진, 태풍, 홍수 등 다양한 자연재해와 동반하여 발생하는 추세 동향조사 · 시설물분야

‌ 경제적 피해에 대한 복구비도 지속적으로 증가할 것으로 예상되며 관련 보호, 복구 산업 분야도 지속적으로 증가

‌ ’13년 기준, 영국지반서비스 분야 세계 35대 기업의 매출은 세계 경기침체 이전 수준을 초과한 17억 달러 규모에 이를 것으로 예상되며 이후 안정적 성장이 전망109) ‌ 풍력발전단지, 항만, 에너지시설과 철도, 고속도로 등 교통인프라 건설 시장 확대에 의해 향후 지반서비스 시장이 확대될 것임 - ’13년 이후, 지반서비스 수요가 클 것으로 예상되는 사업분야는 전력, 철도, 민간건축, 도로건설 등임

‌ 장경간 해상케이블교량, 해상풍력단지 등 해상기초 건설이 필요한 시설물 수요가 지속됨에 따라 기초공사 시장의 전망이 밝음 ‌ 해상교량의 기초공사는 공정이 복잡하고 작업 난이도가 높아 총공사비 중 30% 가량을 차지하며 육상기초공사의 3배 내외 수준110) ‌ 장경간 해상케이블교량, 해상풍력단지 등 해상기초 건설이 필요한 시설물 수요는 기초 시장 확대에 기여

109) http://www.nce.co.uk 110) 해상교량기초 대형 원형강재 가설공법 개발을 위한 기획연구, 한국건설기술연구원, 2014

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2. 기술동향 (1) 사면보호/보강/유지관리 ‌ 미국은 산사태, 사면붕괴 대응을 위해 실시간 감시시스템 구축, 재난재해의사결정지원시스템 활용의 전주기관리체계를 구축하고 있으며 첨단 센싱 기술개발을 지속 추진 중 ‌ 미지질조사소(USGS)의 국가재난관리센터(Center for Integration National Hazard Information)에서는 실시간으로 운용 가능한 재해정보를 제공 04. 사면/지반조사/기초

‌ 미국은 산사태 위험을 조기에 식별할 수 있는 등고선 연결 방식(Contour Connection Method) 라이다(lidar) 기술을 개발111)

‌ 일본은 산사태, 사면재해 취약지역 설정 및 피해예측 및 예방, 토사재해정보시스템을 구축, 친환경 신속 복구기법 연구를 진행 중 ‌ 일본은 수치표고모델(DEM, Digital Elevation Model) 및 수치표면모델(DSM, Digital Surface Model)을 이용하여 주요 붕괴 및 낙석 지역을 추측하는 연구를 진행112) 그림 21 DSM/DEM 이용한 식생구분 비교

자료 : 斜面災害の要注意箇所を 空から見つける (http://bunken.rtri.or.jp), RRR, 2012.

111) New technology may speed up, build awareness of landslide risks(http://phys.org), PHYSORG, 2014. 11. 19.

112) 斜面災害の要注意箇所を 空から見つける (http://bunken.rtri.or.jp), RRR, 2012.

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‌ 일본은 사면 붕괴에 대한 예측 시스템 및 사면 모니터링 센서를 개발하여 사면의 붕괴 및 낙석 등에 의한 피해 예측/저감 기술을 개발113) ‌ 일본은 사면 안전성 기준 마련을 위해 사면의 안전율 산정 및 사면의 위험도를 객관적으로 평가할 수 있는 연구를 진행114) ‌ 최근 일본은 친환경 재료를 사용하여 환경부하가 적은 사면보강 공법을 개발하여 활용중

그림 22 천연재료를 활용한 사면보강 공법

동향조사 · 시설물분야

자료 : マルチプロテクション工法(http://www.netis.mlit. go.jp), NETIS, 2014.

그림 23 고강도 철망을 활용한 스노우네트

자료 : ス ノーネット(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 02. 05.

‌ 일본은 고강도 철망, 알루미늄 합금 등의 소재를 활용하여 눈사태, 사면붕괴 등의 재해방지 기술을 개발하여 활용 ‌ 스노우네트는 사면에서 발생하는 눈사태를 예방하는 고강도 철망 및 와이어 로프를 주부재로 한 눈사태 예방 기술로서, 사면의 눈사태 대책 공사, 눈사태 예방을 필요로 하는 도로 개량 공사, 도로 유지 관리 공사, 사면의 낙석 대책 공사 등에 사용가능115) ‌ 비탈면 보호용 고내구성의 철망 스텝록은 내구성·자립성이 풍부하며 10% 경사의 절취 경사면에 설치하는 제품으로서, 용량 감축, 굴착·매립시 흙 양의 절감을 통한 공사 비용 절감, 공사 기간 단축이 가능한 것이 특징116) ‌ 무브 솔 펜스는 기초 공사가 불필요한 사면상의 눈사태 방지 구조물로서, 베이스 플레이트를 설치함에 따라 사면의 요철에 의한 지주 배치 혼란을 피하고 배치 후의 각 지주의 부동 침하를 피할 수 있는 것이 장점117)

113) 斜面崩壊検知センサー「感太郎」(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS 2014. 02. 28 114) 効 ‌ 率的な非円弧すべり探索法を用いた斜面の安全率算定法(https://www.jstage.jst.go.jp), 2013. 10. 18, 少ない斜面危険度の判定基準デー タから作成した仮想データを用いた斜面危険度評価 (https://www.jstage.jst.go.jp), 2013. 09. 2.

115) スノーネット(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 02. 05.

116) 「法留かご」 ステップロック (http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 08. 08 117) ムーブソールフェンス(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2013. 12. 09.

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‌ 최근 일본의 고강도 지오 그리드를 이용한 돌망태공법은 사면의 응급 복구 공사에 적합하게 설계118) ‌ 동 기술은 기존의 철사 방식을 바구니의 재질로 대신하여 부식의 우려가 없고 내구성이 향상되었으며 경량화된 자재로 인해 시공성이 제고 그림 24 고강도 지오그리드 돌망태 공법 시공 현장

04. 사면/지반조사/기초

자료 : ジオシェルトン(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 11. 27.

(2) 지반조사/개량 ‌ 최근 일본은 지반 개량 시 토양 환경 보전에 적합한 지반 개량 자재를 개발 ‌ 최근 개발된 6가크롬 비용출형 시멘트계 지반 개량재는 연약 지반 개량의 안정 처리 공사, 지반 개량(천층 심층)공사, 토목·건축 기초 지반의 개량 공사 등에 활용 가능119)

‌ 일본은 친환경적이고 경제적인 지반 액상화 억제 공법을 개발·적용 중120) ‌ SECURE-G 액상화 변형 억제 공법은 성토 직하의 기반에 고강도 섬유로 된 인장 보강재인 지오 텍스타일을 끼워 넣고 쇄석층을 축조해 액상화 때의 성토의 변형을 억제하는 공법으로서 기존의 액상화 발생 억제가 아닌 액상화 성토 변형 억제 공법임 ‌ 초다점주입 액상화 대책 공법은 다수의 주입 세관 끝에 설치한 노즐로부터 1노즐당 1~6 L/min의 낮은 속도로 다수점에서 동시에 침투 주입하는 공법으로서 환경친화적인 공법

118) ジオシェルトン(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 11. 27.

119) グリーンドロコン 0(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2015. 02. 25.

120) ジオシンセティックス液状化変形抑制工法(SECURE-G工法), (http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2015. 01. 14.

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‌ 일본은 지반개량에 활용되는 말뚝을 개량함으로써, 기존 공법의 적용범위를 확대하고 환경에의 영향을 최소화 ‌ 에코 크래시 공법(ECR공법)은 특수 케이싱을 사용한 기존 콘크리트 말뚝 파쇄 철거 공법으로, 말뚝 주변 지반을 굴착하기 위해 사용되는 물이 없어 탁수 처리를 행할 필요가 없는 주변 지반의 영향 최소화 공법임121) 그림 25

ECR 공법 시공기계

동향조사 · 시설물분야

‌ 구리 슬래그 컴팩션 말뚝 공법은 값싼 구리 슬래그를 말뚝 재료에 사용함으로써 시공 비용을 저감할 수 있고 산업 부산물인 구리 슬래그의 토목 용도에 대한 적용 확대에 의한 천연 자원, 자연 환경 보전, 사회적 비용 감소 등을 기대할 수 있는 공법임122) ‌ 시멘트 개량 기초 KR말뚝 공법은 지진의 액상화 현상의 발생을 방지하고 롤링을 줄일 수 있는 시멘트 개량 기초 말뚝을 축조하는 공법으로서, 퇴적 포화 사질토 지반에서 활용가능123)

‌ 일본의 C사는 일반적으로 건물 신축 시 지반 개량 공사에 다수의 동관을 매설하는 점에 착안하여 동관 매설을 통한 지중열 활용방법을 개발124) ‌ 지중열은 1년 내내 온도가 변하지 않는 지하의 열자원으로서, 화산활동과 관련 없이 어느 곳이든지 존재하는 재생가능 에너지임

121) エコクラッシュ工法(ECR工法) (http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 07. 02.

122) 銅スラグサンドコンパクション杭材料 (http://www.netis.mlit.go.jp), NTETIS, 2014. 02. 10.

123) セメント改良基礎杭工(KR杭工法)(http://www.netis.mlit.go.jp), NTETIS, 2013. 07. 29.

124) 導入しやすい地中熱、工事費を1/4に(http://www.itmedia.co.jp), Smart Japan, 2015. 01. 13.

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‌ pile file 시스템은 주택에서 나온 열에너지를 주택으로 다시 돌려보내고, 공기열과 지중열을 동시에 이용함으로써 지중열 공사비용을 줄이고 주택의 에너지효율을 향상시키는 새로운 공법 그림 26 파이프 시스템의 구성

자료 : 導入しやすい地中熱、工事費を1/4に(http://www.itmedia.co.jp), Smart Japan, 2015. 01. 13.

04. 사면/지반조사/기초

(3) 육상 및 해상기초/흙막이 구조물 및 지하벽체 ‌ 미국 NAVFAC(Naval Facilities Engineering Command)은 기존 파일기초를 대체할 수 있는 지속가능하고 경제적인 새로운 세대의 Modular Hybrid Pier (MHP, 396×27 m)를 개발할 계획을 수립125) ‌ MHP는 표준화된 모듈을 설계하여 제작한 후 이동시켜 조립하여 제작하는 방식으로 해체가 가능하여 재사용이 가능한 장점 ‌ MHP는 고정형 단층 피어에 비해서는 $48M(≒530억원) 비용절감이 가능하고 고정형 이층 피어에 비해서는 $51.4M(≒565억원) 비용절감이 가능 ‌ NAVFAC는 ’07년에 30×15 m 크기의 폰툰 2기를 제작하여 실증 실험을 수행

‌ 일본은 유수역 앵커 보강 흙벽 공법, CAB Wall 공법 등을 개발하여 경제적인 흙막이구조물 시공이 가능126) ‌ 유수역(물이 흐르는 지역) 앵커 보강 흙벽 공법은 통상 앵커에서는 적용 못한 유수 지역에 대한 적용을 목적으로 개발된 공법으로써, 콘크리트 2차 제품으로 바꿈으로 공사 기간을 대폭 줄일 수 있으므로 경제성 향상이 기대127)

125) http://www.navfac.navy.mil, 2014 126) NETIS(http://www.netis.mlit.go.jp), 2014. 09. 04.

127) 多数アンカーW(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 09. 04.

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그림 27 유수역 앵커 보강 흙벽 공법

자료: 多数アンカーW (http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 09. 04.

‌ CAB WALL공법은 산간부의 좁은 도로를 확장할 때 등 현재 도로의 교통을 확보하면서 급경사 산지의 곡선 부분에 도로를 확장하는 공사에 활용할 수 있는 기술로써, 공사 영향 범위를 줄일 수 있고 동향조사 · 시설물분야

시공시 도로 교통에 대한 영향을 적게 끼침128)

‌ 영국은 해저면에 거대 철강 버킷(bucket) 기초 설치를 통한 세계 최대 해상풍력발전단지 Dogger Bank를 129) 건설중 ‌ 기초 기술은 덴마크 기업인 Universal Foundation사에 의해 개발되었으며, 해상풍력터빈을 위한 최상의 기초작업(기초기술)을 수행할 목적으로 그리고 이를 설계하고 설치하는 것까지를 목적으로 실시되고 있는 OWA 프로그램을 통해 진화

128) CAB WALL工法(http://www.netis.mlit.go.jp), NETIS, 2014. 06. 12.

129) Innovative Foundations Installed at Potential Site of Large Offshore Wind Farm (http://www.renewableenergyworld.com), 2013. 02. 22

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Ⅱ. 국내 동향 1. 시장동향 ’13년, ‌ 하절기 집중호우기간 산사태로 인한 피해액은 215억 원(141개소)으로 동일기간 전체 피해액인 940억 원의 23%를 차지130) ‌ 산사태 피해액 보다 큰 피해를 야기된 시설은 하천·소하천(255억 원)이며 피해개소는 651개임 ‌ 국내의 경우 국토의 70%가 산지로 이루어져 있어 산사태로 인한 피해비중이 높으며, 산사태 발생건당 피해액은 시설별 피해액 중 가장 큼 그림 18 ’13년 7.11~7/15, 7.18 집중호우기간 시설별 피해현황

구분

단위

물량

계

4,309

인명 주택

피해액/단위 (백만 원)

사망

인

전파/반파

1

동

9

165

18.3

침수

동

562

337

0.6

농경지 유실

ha

271

3,421

12.6

농작물

ha

926

사유시설

기타 사유시설

386

계

2442

89,727

36.7

하천/소하천

개소

651

25,456

39.1

도로/교량

개소

362

15,836

43.7

산사태

개소

141

21,530

152.7

군사시설

개소

226

7,061

31.2

소규모 시설 등

개소

1062

19,884

18.7

공공시설

04. 사면/지반조사/기초

합계

피해액 (백만 원) 94,036

자료 : 재해연보, 소방방재청, 2014

130) 2013 재해연보, 소방방재청, 2014

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‌ 국내 산사태로 인한 피해복구 비용은 ‘06년부터 ’13년까지 평균 878억 원 수준131) ‌ 산사태로 인한 복구금액은 호우, 태풍 강도에 따라 차이가 있으며, ‘06년부터 ’13년까지 산사태로 인한 복구 비용 평균은 878억 원 수준

2. 기술동향 (1) 사면보호/보강/유지관리 ‌ ’13년부터 도시방재 토사재해 회피기술에 대한 통합시스템개발 연구가 진행 중132) ‌ ’12년 ‘도시방재형 토사재해 회피기술 및 통합관리 시스템 개발 기획’연구가 완료되었으며, ’13년부터 ’17년까지 ‘도시방재형 토사재해 회피기술 및 통합관리시스템 개발’연구가 진행 동향조사 · 시설물분야

- ‌ 도시부 토사재해에 대한 대응체계 구축, 사전방지를 통한 재난 복구비용 절감 등을 통해 기술적·경제적 측면에서 전반적인 제도적 기틀을 마련하는 연구가 추 - ‌ 도시부에서 발생되는 토사재해 대응체계를 설정하고, 이를 아우르는 전국단위의 차세대 토사재해 선제 대응 및 안전기술 개발이 수행

‌ ’14년 국토교통부는 사면보호/보호/유지를 위한 비탈면 보강 관련 연구를 지원 ‌ 그라운드 전에 인장이 가능한 영구앵커에 대한 연구를 통해 확공지압형 앵커체, 지압판, 혼화제를 개발하는 그라우팅 전에 인장이 가능한 영구앵커 공법 개발 연구를 추진133) - ‌ 파쇄대 및 풍화암 이하의 지반에서도 확실한 지압력을 발휘하고 예상치 못한 지반에 대해서도 최대한 안전율을 확보할 수 있는 전면 확공지압형 앵커체를 개발 - ‌ 인장 후에 그라우팅을 실시함에 따라 강연선 체결과 가인장 후 그라우트 주입이 가능한 지압판을 개발 - 그라우트의 조기강도 발현과 블리딩을 최소화하기 위한 혼화제를 개발 - ‌ 앵커체, 지압판 및 혼화제를 이용하여 파쇄대 및 풍화대까지 그라우팅 전에 인장이 가능한 전면 확공지 압형 앵커 system을 개발

131) 2013 재해연보, 소방방재청, 2014 132) 국토교통과학기술진흥원 홈페이지(www.kaia.re.kr), 2015 133) 그라우팅 전에 인장이 가능한 영구앵커 공법 개발, 민경남, 국토교통과학기술진흥원, 2014

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그림 28 확공지압형 앵커체 구성도

‌ 국토교통부는 사면피해를 통한 피해저감 전략수립방안에 관한 연구를 수행 ‌ ’13년 국토교통부는 산사태 및 토석류 발생시 피해 대응 방향에 관한 연구를 수행134) ‌ 확률론적 산사태 모니터링, 산사태 및 산사태 피해범위 예측, 산사태 재해관리/저감 시스템 구축이 추진 04. 사면/지반조사/기초

‌ 한국지질자원연구원에서는 자연재해방재기술개발사업을 통해 확률론적 산사태 예측기술과 산사태 예측도 작성기술 및 실시간 산사태 모니터링 기술과 재난정보 수집/분석 기법을 개발 - ‌ 자연재해 발생예측기술 고도화 및 산사태 피해위험성 정량적 산정시스템 구축을 시도하고 자연재해 실 시간 모니터링 시스템 구축 기술 및 인터넷 웹기술 접목 실시간 재난정보 수집·전달 기술을 추진

‌ 국립산림과학원에서는 산림보존차원에서 산사태 조사 및 토석류에 중점을 둔 산사태 예측, 사태물질 이동 범위에 대한 예측, 토석류 재해 방재 관련 연구를 수행하고 있으며 ’11년 이후 사방시설물 설치 및 산지재해방재 관련 R&D를 확대 ‌ 국립방재연구원의 경우 국가적 방재 정책수립을 위한 연구에 초점을 맞추어 산사태재해 관리 및 저감에 대한 시스템 구축, 기존 산사태 재해 사례분석을 통한 D/B 구축 및 한계선 설정 등에 대한 연구를 수행 ‌ 한국건설기술연구원은 도로 비탈면 유지관리 및 사전 예경보 시스템 구축, 급경사지 방재, 시방서 및 기준서 작성 연구를 수행

(2) 지반조사/개량 ‌ 국내에서 사면에 대한 안정성 평가를 위한 연구가 진행 ‌ ’13년도에 국토교통부는 불포화 특성을 고려한 대구·경북 퇴적암 기반 풍화토층 사면의 안정성 평가기법을 개발135) 134) 산사태 및 토석류 발생 유형별 피해저감 전략수립연구, 구호본, 국토교통과학기술진흥원, 2013 135) 불포화 특성을 고려한 대구·경북 퇴적암 기반 풍화토층 사면의 안정성 평가기법 개발, 이영휘, 국토교통과학기술진흥원, 2013

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‌ TBM(Tunnel Boring Machine) 굴진면 전방 지반조사 방법으로 TRT(Tunnel Reflection Tomography)를 개발되어 현장에 적용136) ‌ TRT는 일종의 magnetic restrictive system으로서 에너지 소스로 폭약, 대형 해머 등을 사용하며 4~5시간 만에 50~150m 정도를 탐사하여 반사계수(reflection coefficient)에 대한 2차원 및 3차원 토모그래피를 얻을 수 있음 그림 29 TRT에 의한 TBM 굴진면 전방조사 기술개발 사례

[TRT 조사장면]

[3차원 토모그래피]

동향조사 · 시설물분야

‌ 최근 H사는 막장 전방 지반예측을 위하여 선진시추장비와 시추공벽 영상화 장비를 이용한 TBM 전방 지반평가시스템을 개발한 후, 현장적용에 성공137) ‌ 개발된 선진시추장비는 약 2시간 동안 20m 굴진이 가능한 것으로 확인 그림 30 TBM 전방 지반평가시스템 현장적용 전경 및 상관성분석 결과

자료 : 선진시추장비와 시추공벽 영상화 장비를 이용한 TBM 전방 지반평가시스템 개발, 김종훈 외, 2014. 04. 23.

‌ 국내에서는 시추조사 정보와 전기비저항탐사 토모그래피를 통합한 3차원 공간보간(Indicator Kriging)법을 활용하여 이종 지반조사 자료의 통합분석 모듈을 마련138) ‌ 동 모듈을 활용하여 준설 대상지역 이종 지반조사 자료를 통합분석함으로써 지반공학적 지역성을 고려한 층별 이상치 기준을 제시 136) 기계화·자동화 터널건설을 위한 TBM 기술개발 기획연구, 한국건설교통기술평가원, 2010. 08.

137) 선진시추장비와 시추공벽 영상화 장비를 이용한 TBM 전방 지반평가시스템 개발, 김종훈 외, 2014. 04. 23.

138) 준설매립지반 3D DB구축 및 준설물량 산출 프로그램 개발’ 착수회의 자료, 한국해양과학기술원, 2014. 07. 18.

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그림 31 시추조사 자료 및 전기비저항값을 통한 3차원 층상정보

자료 : ‘준설매립지반 3D DB구축 및 준설물량 산출 프로그램 개발’ 착수회의 자료, 한국해양과학기술원, 2014. 07. 18

(3) 육상/해상기초/흙막이 구조물 및 지하벽체

04. 사면/지반조사/기초

‌ 국내에서 수행된 초장대교량사업단 3핵심과제에서 ‘고효율 복합기초 공법 개발’이 진행되었으며 이를 통해 복합기초 지진격리시스템, 연약지반 벽강관말뚝 시공기술, 대형기초 굴착공 거칠기 측정장치가 개발139) ‌ 선진국과 대등한 수준의 고주탑 기초용 내진복합기초의 형식 및 설계/시공기술을 개발 ‌ 연약지반 대응이 가능한 벽강관말뚝 주탑기초 시공공법 및 가이드라인을 개발함 ‌ 대형 현장타설말뚝 공벽 거칠기 측정장치를 개발하여 경제적인 대형 해상기초 설계에 기여

‌ 국토교통부는 ’14년부터 해상(수상) 교량기초 건설비용을 30% 절감하는 것을 목적으로 하는 ‘해상 교량기초 대형 원형강재 가설공법 개발을 위한 기획연구’를 지원140) ‌ 해상(수상) 교량기초 시공용 해상작업대 및 가물막이 분야 국내외 선행기술 및 기술수준 조사를 실시하고 해상 교량기초 대형 원형강재 가설공법 관련 핵심 기술을 도출

139) 초장대교량사업단(http://www.longspanbridge.org/), 2015 140) 국토교통과학기술진흥원 과제정보(https://www.kaia.re.kr/, 2015)

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05. 항만 및 해양구조물 Ⅰ. 주요 선진국 동향 1. 시장동향 ‌ 세계 항만 및 해양구조물 시장은 ‘17년 190.6억 유로 수준을 형성할 것으로 전망 ‌ 항만 및 해양구조물에 대한 투자는 ‘00년 38.1억 유로에서 ‘11년 104.2억 유로로 증가했으며, 동일기간 연평균성장률을 고려할 때, ‘17년 시장규모는 190.6억 유로 규모로 성장이 예상141) - ‌ ’11년 시장규모는 ‘08년 이후 글로벌 금융위기의 여파가 있었던 점을 고려할 때, 향후 시장규모는 전망 동향조사 · 시설물분야

치를 상회할 가능성이 높음 그림 32 세계 항만 및 해양구조물 시장 규모(단위 : 억 유로)

* ’14~’17년 실적치는 CAGR을 적용하여 외삽추정 자료 : OECD Statistics, OECD, 2015

‌ 세계 준설기업의 ’13년 매출규모는 116.8억 유로로 추산142) ‌ 세계 준설기업의 매출은 ’12년(113.7억 유로) 대비 2.7% 성장한 116.8억 유로로 추산 ‌ 현재의 성장세가 지속될 경우 ’30년 시장규모는 약 180억 유로 수준으로 전망 - ‌ 준설기술은 기존 항구 및 운하를 유지하며 정박지와 제방 둑 확장에 사용되며 신항구 및 내륙지역 인프라 건설을 지원하며, 컨테이너선의 규모 증대에 따라 항구의 용량 및 효율성 증대를 위한 준설수요가 발생 141) OECD Statistics, OECD, 2015 142) Dredging in figures 2013, IADC, 2013

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‌ 지역별로 ’13년 기준 중국이 32%로 가장 높은 비중을 보임 그림 33 TURNOVER OF THE GLOBAL DREDGING MARKET 2012-2013

05. 항만 및 해양구조물

자료 : Dredging in figures 2013, IADC, 2013.

‌ 화석연료가 주요 에너지원으로서 역할을 지속하면서 해저자원 개발 운송 파이프라인 매설 등에 준설수요가 증대될 것으로 전망 - ‌ 신규 항만인프라 시설과 해양 발전시설물 건설, 액화천연가스의 급격한 수요 증대는 준설시장 성장을 유도 - ‌ ’30년까지 급격한 성장이 예상되는 셰일가스와 같은 새로운 에너지 분야에서도 준설기술이 요구됨에 따 라 준설시장 성장을 유발

‌ 관광레저 산업 수요 증가는 준설시장 성장에 또 다른 기회 - 관광지 해변 및 크루즈 여객 터미널, 워터테마 파크 및 리조트 등의 건설사업에 준설이 요구 - 관광 및 레저산업 준설은 해안 모래사장 및 도시개발 사업 등 또 다른 준설사업을 파생

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‌ 대표적 수중구조물인 해저케이블 시장은 해상 풍력발전단지, 원유 및 가스 개발, 지역간 전력망 연결 프로젝트 발주에 힘입어 급성장이 예상143) ‌ 세계 해저케이블 건설연장은 ’12년과 ’13년 2,880km이었고, ’14년과 ’15년은 53% 급증한 4,400km 수준으로 해저케이블 건설연장은 연평균 17%의 높은 성장률을 기록할 것으로 전망 ‌ 해저 케이블의 세계 시장 규모는 ’13년 4조 1,000억 원, ’14년 4조 8,000억 원에서 ’17년에는 7조 6,900억 원까지 4년간 연평균 17.0%의 성장이 예상 ‌ 해저 케이블 시장의 수요 요인은 해상 풍력발전 단지, 지역 간 전력망 연결 프로젝트, 원유 및 가스 개발 등이며, 이 중 해상 풍력발전 수요가 연평균 37% 증가하면서 성장을 주도 - ‌ 정부의 신/재생 에너지 공급원 확대 정책으로 추진되고 있는 서해안 2.5GW 해상풍력단지 조성프로젝 트는 ’19년까지 전력계통 1조 9천억원 포함 총 12조 4천억원의 예산 투자 계획 중

‌ 아시아 지역 해저케이블 건설시장은 일본 KCS, 중국 SBSS, 한국 KT 서브마린 3개사가 시장을 과점하고 있는 상황이며 최근 도서지형이 많은 아세안 지역의 전력망 수요가 증가하면서 아시아 동향조사 · 시설물분야

해저케이블 시장 성장이 예상144) 그림 34 세계 해저케이블 건설연장 및 건설시장 규모(Km/억 원)

자료 : 해저케이블 초고속 통신 수요와 풍력발전 증대에 따라 시장성장 전망, KISTI, 2014. 12

‌ 해저케이블유지보수의 경우, 지역별로 협정을 체결하여 관리하고 있으며, 국내 KT서브마린이 속해있는 요코하마 존에서는 연간 1,000만달러에서 1,500만달러의 매출이 발생할 것으로 전망145) ‌ 요코하마존의 유지관리 계약기간은 ’17년까지며 일본 KCS, 중국 SBSS, KT서브마린이 6개월을 주기로 유지보수를 수행 중

143) 해저케이블 진정한 Top 3를 향한 항해 시장, 키움증권, 2012. 11. 20 144) KT서브마린, BNK 투자증권, 2015. 7. 2 145) KT서브마린, IBK 투자증권, 2015. 5. 26

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‌ ’00년 초반 인터넷 활성화로 설치된 해저케이블의 내용연수가 15년 이상 경과함에 따라 관련 시장의 지속적인 성장이 예상

‌ 수중 구조물 건설을 위한 수중건설로봇 시장이 부각146) ‌ 수중건설로봇 제작시장은 연 1~2조원 규모를 형성하고 있으며 관련 시장은 미국 Forum사와 영국 Deep Ocean Group에서 독점 ‌ 수중건설로봇은 향후 극지건설, 해양재난과 우주 건설사업에서의 응용 가능성으로 인해 중요성이 배가

2. 기술동향 05. 항만 및 해양구조물

(1) 해양준설/매립 ‌ 최근 주요 선진국은 준설현장 지반 모니터링, 3차원 시공현장 시뮬레이션, 친환경 준설기술을 확보147) ‌ 미국, 일본의 경우 시추조사 자료를 중심으로 표준화된 DB설계안에 따라 다양한 현장의 지반정보 DB를 구축하였으며, 지질 및 지형 정보의 2차원 또는 3차원 공간영상화 기능을 제공 ‌ 중국에서는 준설시뮬레이터를 개발하여 커터석션 준설선을 기준으로 한 시공현장 시뮬레이션이 가능 - ‌ ’10년 19th World Dredging Congress(중국 상하이)에서 커터석션 준설선을 이용한 준설시뮬레이션 장 비를 공개했으며 현재 준설현장에 적용

‌ 일본, 미국, 네덜란드는 준설현장 DB를 기반으로 환경영향평가시스템, 수질환경모니터링시스템, 준설오염 평가시스템을 운용하고 있으며 친환경적 준설에 활용 - 일본 고요건설은 무선 LAN 기반 수질환경 모니터링 시스템을 개발 - 미국 공병단에서는 범용 유지관리시스템(CORIE), 준설 환경 영향 평가 시스템을 개발하여 활용중 - 네덜란드는 대형 준설단을 중심으로 상용 웹기반 준설 오염 유지관리 시스템을 보유

146) 세계의 바다를 누빌 수중건설로봇을 우리 기술로 만든다, 로봇신문, 2014, 7, 20 147) 환경친화적 준설토 확보, 매립 및 운송거리 30km 이상급 이송기술 개발 연구단 기술수준 및 가치평가, 한국해양과학기술원, 2014. 11. 20

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(2) 항만 및 해안구조물 ‌ 이탈리아, 일본은 기후변화로 인한 자연재해로부터 해안구조물과 배후도시를 보호하기 위한 목적으로 다양한 방재인프라를 건설 ‌ 베네치아에서는 기후변화와 자연재해로부터 도시를 보호하기 위한 목적으로 7조 원을 투자하여 대형 수문을 건설한 사례가 있음 - ‌ ’03년-’14년간 홍수와 해수면 상승으로부터 보호하기 위해 석호 입구에 대형수문 3개를 설치했으며 베 네치아의 석호 생태환경을 보존하는 친환경 공사를 수행

‌ 일본 국토교통성 항만국에서는 지진해일에 대한 대비를 위하여 방조제의 내진설계를 위한 기술상 기준 및 가이드라인에 관한 연구를 수행148) - ‌ 비용과 중요도를 고려하여 지진해일시 손상이 이루어질 수 있지만, 파괴되지 않는 범위에서의 가이드라 인 제시 동향조사 · 시설물분야

‌ 미국, 유럽 및 일본 등에서는 대형 부유식 구조물인 해상 LNG터미널에 대한 연구개발을 통해 개념설계, 기능별 시스템 개발 이후 구체적인 제품화단계에 접근 ‌ 원유생산자, 엔지니어링업체 및 에너지 개발업체 등 다양한 주체들이 새로운 LNG수송체계의 형성시 시장선점을 위해 LNG FSRU에 대한 다양한 개념 설계안 도출

‌ 해안도시인 이탈리아 베니스는 매년 발생하는 해수 범람으로 인한 홍수를 방어하기 위해 총 78개의 대형 수문을 건설하는 Mose 프로젝트를 추진149) ‌ 평시에는 수문이 누워 있고 바닷물로 채워져 있으며, 해수면이 상승하는 만조 시에는 압축된 공기가 주입되어 수문 내부의 바닷물을 뿜어내며 그 힘으로 수문이 기립하도록 설계 - ‌ 수위가 평시보다 1.1m가 높아지면 자동으로 10층 높이 댐이 세워지고, 1.1m 미만일 경우 갑문 속에 공 기 대신 해수가 채워져 가라앉도록 함

148) 港湾における防潮堤（胸壁）の 耐津波設計ガイドライン, 国土交通省 港湾局, 2013 149) 기후변화 적응 랜드마크 사업연구, 한국환경정책평가연구원, 2011

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(3) 수중구조물 ‌ 미국, 영국, 캐나다, 프랑스 등에서는 수중구조물 시공을 위한 수중건설로봇을 제작하여 현장에서 활용150) ‌ 미국은 미해군의 수요로 수중로봇 개발을 시작하였으며, 6~70년대에 해저 원유 및 가스에 대한 수요 급증으로 유영식 작업로봇 개발이 주를 이뤘고, 그 이후에는 해저 케이블 및 파이프라인 매설수요 급증에 따라 매설로봇을 비롯한 다양한 작업로봇을 개발 ‌ 영국의 SMD사는 매설로봇 등 다양한 중작업용 유영식 로봇을 주문 제작 ‌ 캐나다의 ISE사는 HYSUB 계열의 6~250마력의 작업로봇계열과, 10, 25, 및 30마력의 경작업용 Trailblazer계열의 로봇을 생산 ‌ 프랑스의 ECA는 주로 민군관련 수중로봇을 설계/제작하며, 작업로봇의 경우 모두 경작업용으로 유영식과 해저면에서 주행하는 궤도식 두 가지를 생산 05. 항만 및 해양구조물

(4) 인공섬 ‌ 일본은 후쿠시마 지역에 비용 효과적인 부유식 해상풍력발전단지를 시범적으로 설치하여 운영 중이며 규모 확대를 계획151) ‌ 부유식 풍력발전기술은 해저에 풍력터빈을 고정하기 위해 모노파일 기초(monopile foundation: 단주식 타워기초)를 사용하는 해상풍력발전 프로젝트에 비해 가격 경쟁력이 높음 ‌ 일본은 ’15년까지 일본 후쿠시마현 동부 후타바 군 연안일대에 7MW급 부유식 해상풍력발전 실증 프로젝트를 추진 중이며, ’16년까지 실용화개발을 완료하는 것을 목표로 함

‌ 인도, 일본, 스위스 등은 부유식 태양발전 시설(Floating Solar Power) 구축을 계획함152) ‌ 인도의 국립수력발전공사(National Hydro Power Corporation,NHPC)는 50 MW 규모의 태양광발전(Photovoltaic) 프로젝트를 케랄라(Kerala) 주 남부 지역에 있는 물 위에서 시행한다는 계획을 발표함 ‌ 일본의 경우 교세라(Kyocera)사는 일본 카토시(Kato City)에 세계 최대 규모의 부유식 태양발전소 도입을 발표하였으며 2.9 MW 규모의 부유식 태양발전 시스템을 Nishihira 연못과 Higashihira 연못에 도입할 예정임 150) [월간로봇]건설로봇의 세계, 이계홍, 2014. 08. 12 151) Fukushima Floating Offshore Wind Project Seeks to Halve Cost (http://www.bloomberg.com), Bloombeg Business, 2013. 11. 29.

152) Yet Another Claim For World’s Largest Floating Solar Plant(http://cleantechnica.com/),Clean Technica, 2014.

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‌ 스위스는 부유식 인공섬을 활용한 집광형 태양광 발전소를 건설 중에 있음 그림 35 부유식 태양광발전설비 예시 – 스위스의 CPV 섬

자료 : Yet Another Claim For World’s Largest Floating Solar Plant (http://cleantechnica.com), Clean Technica, 2014.

동향조사 · 시설물분야

‌ 네덜란드에서는 소형 부유식 구조물을 이용한 거주공간에 대한 관심이 높으며 해당 분야에서는 실용화 153) 단계에 진입 ‌ 네덜란드 Waterstudio는 부유식 구조물 전문 설계 회사로 수상빌라와 같은 소규모 구조물 설계부터 수상정원, 수상호텔, 수상종교시설 등 다양한 구조물 설계를 수행 그림 36 Waterstuio 부유식 구조물 설계

자료 : Waterstudio 프로젝트 홈페이지(http://waterstudio.nl), 2015

‌ 과거 소련은 1980년대에 12 MW의 원자로를 탑재한 FNPP를 건설하려 했으나 계획단계에서 무산된바 있으며 최근 관련 계획을 재추진하여 ’16년까지 러시아에 배치할 계획 ‌ ’80년대 12MW 원자로를 탑제한 FNPP를 건설하려 했으나 계획단계에서 무산된 바 있으며 ’02년 재건설이 추진되어 ’10년까지 부유식 원자력 발전소를 건설하고, ’16년에 러시아 Vilyuchinsk에 배치될 계획 - ‌ 부유식 원자력 발전소 Akademik Lomonosov FNPP는 144×30 m 규모로 약 $232M(≒2,560억원)이 소요되며 2010년에 진수

153) Waterstudio 프로젝트 홈페이지(http://waterstudio.nl/projects/54), 2015

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그림 37 Akademik Lomonosov FNPP

자료 : Russia announces yet newer delivery date for first floating nuclear power plant, bellona, 2014. 10. 28

05. 항만 및 해양구조물

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Ⅱ. 국내 동향 1. 시장동향 (1) 해양준설/매립 ‌ ’00년~’12년간 국내 해양 준설량은 약 31,546만㎥ 규모로 연간 2,629만㎥ 수준154) ‌ 최근 13년간 약 520여개소에서 10,659만㎡의 면적을 대상으로 준설사업이 수행되었으며, 총 투자금액은 1조 8,970억 원이 소요 ‌ ’00년~’12년 국내 해양 평균 준설량은 2,629만㎥/연 수준이며, 향후 유사한 물량의 준설토가 발생할 것으로 예상 표 19 국내 연도별 준설량 현황 ’00년-’12년 동향조사 · 시설물분야

연도 2000

준설개소 50

준설량(만㎥) 3,120

준설면적(만㎡) 1,159

투자금액(백만원) 228,266

2001

34

1,217

326

92,362

2002

N/A

2003

41

2,202

584

130,814

2004

33

3,417

881

140,156

2005

30

4,076

1,216

177,301

2006

40

3,456

890

142,374

2007

36

2,178

825

120,526

2008

61

2,598

997

150,116

2009

60

2,151

748

129,564

2010

34

1,897

508

160,490

2011

50

3,120

1,159

228,266

2012

51

2,114

1,366

197,185

소계

520

31,546

10,659

1,897,420

자료 : 해양수산부, 항만시설 및 능력현황, 2013.6

154) 항만시설 및 능력현황, 2013.6, 해양수산부

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‌ 4대강 살리기 사업 이후 국토교통부는 0.2% 재퇴적 가정시 연간 유지준설비용으로 약 174억원이 소요될 것으로 예측155) ‌ 자료에서 제시한 준설단가 18,900원/㎥ 적용할 경우 4대강 사업 이후 유지준설 물량으로 연간 약 92만㎥가 발생할 것으로 예상 ‌ 4대강의 경우 ’11년 19백만㎥(준설량의 4%)의 재퇴적이 발생하였으나, 점진적으로 축소되어 한강과 같은 수준으로 하락할 전망

(2) 항만 및 해안구조물 ‌ 해양수산부는 주요 항만의 물동량 확충과 그린포트 구축 등을 추진하고 있으며 이에 따라 관련 시장이 활성화 될 것으로 예상156) ‌ 해양수산부는 ‘제 3차 항만기본계획’에서 주요 항구의 고부가가치 물류허브화를 목적으로 부산항의 05. 항만 및 해양구조물

대형컨부두 및 피더부드를 확충하고 배후물류단지와 지원시설을 확충 계획을 발표 - ‌ 동 계획에서 항만내 소비전력의 70%를 신재생에너지로 대체하고 전용부두 확충을 통해 철도/연안 수송 분담률을 ’08년 8%/21%에서 ’20년 20%/25%로 높일 계획

‌ 해양수산부는 폭풍, 해일, 지진 등 자연재해 발생 시, 항만 및 주변지역의 피햬 최소화를 위한 적극적 방재시스템 구축을 추진하여 관련 시장 확대가 예상 - ‌ 해양수산부는 재해취약지구 정비계획을 수립하고, 항만시설, 계류시설 등에 대한 내진성능평가 및 보강 사업을 추진할 계획 - ‌ 침수방지를 목적으로 마산항에 방재언덕을 설치(’13.11~’16.4)하고 삼척항, 목포항은 침수피해 방지지 설을 설치 - ‌ 높아진 파랑에 대한 항만안전 확보를 목적으로 외곽 방호 시설인 방파제 보강사업을 추진(22개항 71개소)

‌ 해양수산부는 ‘3차 항만기본계획’에서 ’11~’20년간 12개 항만(16개 지구)을 대상으로 노후·유휴 항만재개발을 추진할 계획임을 공표152) ‌ 대상지는 인천항(영종투기장, 내항), 대천항(투기장), 군산항(내항), 목포항(내항, 남항투기장), 제주항(내항), 서귀포항, 광양항(묘도투기장), 여수항(신항), 고현항, 부산항(북항, 자성대부두, 용호부두), 포항항(구항)이며 대상면적은 14,130㎢임

155) 4대강 감사결과 관련 브리핑자료, 2013.1, 국토교통부 156) 제3차 전국 항만기본계획(2011~2020), 국토교통부, 2011

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‌ 총사업비는 6조 3,311억 원으로 3단계에 걸쳐 예산이 투입 - 1단계(’12~’16) : 2조 3,183억 원 - 2단계(’17~’20) : 1조 9,996억 원 - 3단계(’20이후) : 2조 131억 원

‌ 수중구조물과 관련해 서남해 풍력 실증단지 조성계획에 따라 해저케이블 건설시장이 총 4,000억 원 규모로 형성될 것으로 예상157) ‌ 정부는 ’19년까지 3단계에 걸쳐 총 2.5GW 규모의 해상풍력 발전 단지를 건설에 10조 2천억 원을 투자할 계획이며 이중 해저케이블 건설에 투입되는 예산은 총 4,000억 원 수준일 것으로 예상 - ‌ 1단계 사업(’14년)에서 100MW의 풍력실증단지를 구축하고, 2단계 사업(’16년)에서 400MW의 시범단 지를 구축하며, 3단계(’19년) 사업은 2,000MW의 단지를 추가 건설하는 것을 목표로 함 동향조사 · 시설물분야

‌ ’15년 9월 LS전선은 지난달 한국전력공사에서 발주한 '전라남도 신안군 안좌∼옥도∼장병도간 해저케이블 건설공사'를 약 60억 원에 수주158) ‌ 국내 전선업체 중에서는 업계 1위인 LS전선만이 해저케이블 사업을 하고있으며, 현재 글로벌 해저케이블 시장에서 5위로 약 10%의 점유율을 보임 ‌ 최근 대한전선도 관련 연구를 진행하며 시장진출을 준비 중

‌ 세빛섬을 이루는 3개의 인공섬(가빛섬, 채빛섬, 솔빛섬)을 총 연면적 9,995㎡로 조성 ‌ ‘가빛섬’(some gavit, 빨강)은 5,478㎡(3층) 규모로 각종 컨퍼런스, 패션쇼, 런칭쇼, 결혼식 등이 열리는 700석 규모의 수상 컨벤션센터, 레스토랑, 펍, 카페 등으로 꾸며져 다기능 종합 문화시설공간으로 운영 ‌ ‘채빛섬’(some chavit, 파랑)은 3,419㎡(3층) 규모로 1,700명 수용이 가능하며, ‘젊음’과 ‘축제’를 테마로 음식·예술·문화를 즐길 수 있도록 한강을 보며 공연과 식사가 가능한 개방형 다목적 공간을 구축 ‌ ‘솔빛섬’(some solvit, 초록)은 1,098㎡(2층) 규모로 향후 전시공간 및 수상레포츠 지원시설 등 복합문화공간으로 활용

157) 해저 케이블, 진정한 Top3를 향한 항해 시작, 키움증권, 2012, 11 158) LS전선, 미래 먹거리 해저케이블 강화 '속도', the bell, 2015.10

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2. 기술동향 (1) 해양준설/매립 ‌ 국내에서 해양 준설/매립에 대체 에너지 사용, 저비용/저에너지화/고효율의 녹색 기술 적용, NT/BT 등의 융합기술 적용 등 친환경 매립 기술개발이 추진 ‌ 매립 조성지에 서식하는 생물 독성을 무독성 바인더를 이용하여 저감하는 연구를 중심으로 진행 ‌ 신재생에너지를 지반구조물과 연관하여 저탄소/저에너지화 기술을 구현하고 있는 추세임 ‌ 국토부에서 준설토 연구단을 지원하여 매립시뮬레이터를 이용한 녹색매립시스템 기술이 개발 ‌ 기존 국내에서는 준설/매립관련 S/W가 전무한 실정이었으며, 압밀침하프로그램(K-Embank 등)을 개발하여 준설/매립관련 공사의 설계를 수행 중 05. 항만 및 해양구조물

‌ 매립 시공 시 준설토의 유동 및 퇴적, 매립지반의 압밀침하 거동은 친환경적인 준설매립 설계 및 시공에 있어 매우 중요한 요소이나 이에 대한 국내 기술 개발은 매우 미미 - 준설 매립 완료 후 압밀침하거동 예측 및 표층 처리분야 등에 대해 제한적으로 수행

‌ 대형 준설매립 사업(항만/풍력단지/인공섬) 계획단계에서 합리적인 타당성 평가를 위해 공사비 산정은 매우 중요하며 이를 위한 도구 개발이 시급 ‌ 합리적인 준설매립 비용 산출의 기술적 기반은 미미한 상황 ‌ 준설토 연구단을 통해 선진국 수준의 준설토 장거리 이송, 재활용 기술을 개발 ‌ 친환경 준설토 특성 D/B, GIS기반 준설토 물량산출 자동화 시스템, 준설토 매립전용 통합 BIM시스템, 기능성공학소일, 양친성블록 공중합체 재료, 준설토를 활용한 경량혼합토 공법, 준설토를 활용한 녹생토 공법을 개발 ‌ Tornado발생장치를 활용한 Plug-Flow방식 준설토 이송장치와, 준설이송 전문가시스템, 자기장 및 Tornado 전용준설 이송파이프, 준설토 관중혼합 처리 모니터링 및 운영시스템, 준설토 관중혼합 공법을 개발

(2) 항만 및 해안구조물 ‌ 항만 방재시설 구축을 위한 기술개발을 추진 ‌ 과거 56년간 우리나라에 내습한 201개 태풍을 재현하여 항만별 폭풍해일 높이를 추산

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- ‌ 일본 서북해안 5곳에서 규모 7.7~8.0의 지진이 발생하는 상황을 채택하여 부산항을 비롯한 동해안의 항만에 내습하는 지진해일 높이를 추산

‌ 50년 후에 우리나라 연안의 해수면 상승치 예측하여 플랩 게이트, 리프트 게이트(수직형), 방재언덕 설치 기술을 적용 ‌ R&D사업을 통해 도출된 결과와 폭풍과 지진 해일고, 설계파고, 해수면 상승 등의 기후변화 데이터를 종합적으로 검토하여 현지 지형에 적합한 방재시설을 제시함

‌ 항만 적재량 및 생산성 향상을 목표로 지능형 항만시스템 기술개발을 추진 ‌ 하이브리드 안벽(Hybrid Quay-Wall) 실용화 추진 - 선박의 정박시간 약 25% 단축, 터미널 생산성 약 16% 향상이 목표 ※ ‌ 하이브리드 안벽 : 항만 내에서 이동 가능한 구조로 육상부두와 연계, 필요에 따라 위치와 형태를 바꿔 동향조사 · 시설물분야

컨테이너의 양현하역과 환적 피더서비스 기능을 가지는 다목적 부두 시스템

‌ 해양수산부는 5년간(’08년~’13년) 약 11억 원을 투자하여 항만, 방파제, 해상 비행장, 해상 위락시설, 연안매립, 해안 구조물 건설시의 환경영향평가에 활용하기 위해 동·서해의 지형변화특성을 고려한 한국형 해수유동 및 퇴적환경 예측과 평가를 위한 모델을 개발159) 그림 38 우리나라 동·서해의 지형변화

[동해(속초항)의 지형변화]

[서해(목포항)의 지형변화]

자료 : 인공구조물 설치/제거에 의한 해양환경 예측모델링 기술개발 최종보고서, 해양수산부, 2013. 10.

(3) 수중구조물 ‌ 국내에서는 KT Submarine이 해저통신 및 전력케이블 설치 유지보수, 해양구조물 설치, 파이프라인 등 건설/유지보수 역량을 보유160) ‌ 해저케이블 등 수중구조물 건설사업은 기간망을 전담하는 특수사업이면서 특수장비 보유 및 운영 159) 인공구조물 설치/제거에 의한 해양환경 예측모델링 기술개발 최종보고서, 해양수산부, 2013. 10.

160) KT Submarine(kts.irplus.co.kr), 2015 , 서브마린, IBK투자증권, 2015. 5. 26

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전문성을 요구하는 사업으로 진입장벽이 높은 사업 ‌ KT Submarine은 해저통신케이블, 해저전력케이블, 송유관 및 가스관 등 파이프라인 설치 및 매설, 해양심층수 공사, 기타 특수케이블 건설 및 유지보수 등 역량을 보유 - ‌ 최근 대만창화해상풍력단지 해저케이블사업(2014.12), 인도네시아통신케이블설치공사(2015. 6), 울 릉-육지간 제2해저광케이블 구축사업(2015. 2)등 관련사업 다수 수주

‌ 우리나라는 국내 수중 건설로봇 분야의 사회적/산업적 인프라를 개선하고 수중시공능력 향상에 기반한 국토해양 경쟁력 확보를 위하여 ’13년 9월 수중건설로봇사업단을 발족161) ‌ 사업단은 총 3개의 연구개발 핵심과제와 1개의 인프라구축 사업으로 구성 - (1핵심과제) 수중건설로봇의 공통기술을 개발 및 경작업용 유영식 작업로봇을 개발 - ‌ (2핵심과제) 해저 케이블 및 소구경 파이프라인 매설 및 유지보수를 포함한 다양한 중작업용 ROV를 개 05. 항만 및 해양구조물

발 - ‌ (3핵심과제) 트랙기반으로 해저에서 암반 파쇄, 굴삭을 포함한 다양한 중작업이 가능한 건설로봇을 개발

161) [월간로봇]건설로봇의 세계, 이계홍, 2014. 08. 12

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07. 특수구조물 Ⅰ. 주요 선진국 동향 1. 시장동향 ‌ 기후변화 및 영구동토층 해빙으로 인해 북극인근 국가의 인프라 유지보수, 재건축 시장이 급성장할 것으로 전망162) ‌ 지구온난화로 얼음이 녹아 영구동토층 면적이 줄어들면서 영구동토층에 세워진 건물, 교량 등의 안전문제가 대두 동향조사 · 시설물분야

‌ 캐나다·러시아·핀란드·스웨덴 등 북극 인근국가에서 영구동토층의 인프라 유지, 보수, 재건축등 인프라 건설 붐이 일어나 해당 지역의 GDP가 ‘15년 6,200억 달러에서 ‘35년 2조 1,000억 달러로 급증할 것으로 전망 ‌ 일본과 중국은 각각 북극비즈니스 포럼에 민관 인사를 참여시키고, 아이슬란드에 상주직원을 파견하여 그린란드 광산을 인수하는 등 북극 건설 특수를 대비해 다각적으로 접근 그림 39 스웨덴 라플란드 광산지역 개발 현장

자료 : (http://www.arcticcorridor.fi), 2015

162) 중국도 일본도 북극러시, 조선일보, 2015. 3. 21

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2. 기술동향 (1) 고압, 극저온 구조물 ‌ 일본 시미즈건설은 3D 프린터를 이용하여 자체 전력생산이 가능한 심해도시를 건설할 수 있는 구상 ’OCEAN SPIRAL’을 발표(’14년 11월)163) ‌ 도시의 건설은 해수면 위에 거대한 3D 프린터를 설치하여 입체 인쇄물을 수심 3,000~4,000m까지 내리를 방식으로 기획 ‌ 에너지는 해면과 심해의 온도차를 이용하여 전력을 생산하여 이용할 계획이며 총 출력은 100MW로 구상 07. 특수구조물

그림 40 OCEAN SPIRAL 구상

자료 : 3Dプリンタで都市を建設、深海で100MW発電(http://www.itmedia.co.jp), Smart Japan 2014. 11. 20.

(2) 방호구조물 ‌ 미국의 경우 군 관련 국가기관 및 연구소(DoD, FEMA, AFRL)와 민간연구소 및 업체(PCI)의 공동연구가 활발 ‌ 미국의 경우, 군사목적에 비중을 두고 있으며 민간 상용화 추진전략은 미비 ‌ 미국의 FEMA(2003)의 경우 테러에 의한 건물의 위험요소를 완화하기 위해 위험도 관리(Risk Assessment)기법에 대한 자세한 가이드라인 제시하였으며 본과제의 설계등급결정을 위한 위험도분석에 유용할 것으로 판단 163) 3Dプリンタで都市を建設、深海で100MW発電(http://www.itmedia.co.jp), Smart Japan 2014. 11. 20.

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‌ AFRL 등과 민간투자 연구소등에서 Tilt-up construction에 대한 연구가 군사목적으로 진행 ‌ 폭파실험을 Simulation으로 대체할 수 있는 Blast Simulator를 UCSD가 ‘05년에 개발하여 보유 ‌ ’01년 미국의 World Trade Center 테러 이후, 방폭 및 연쇄붕괴방지설계는 구조분야에 주요 연구주제가 되어 왔음 ‌ 미국 민간업체 (NuForm Building Technologies)가 화생방등에 대비한 폼내장 콘크리트벽 시공력을 보유하고 있으나 테러대비 방폭구조물 시공의 민간상용화 진출은 전무 ‌ 미국에서는 US Army, Navy, Air force에서 각각의 방호·방폭 매뉴얼을 보유하고 있으며, CIPPS가 관련 164) 연구를 선도 ‌ 미국방부(D.O.D)에서는 삼군 매뉴얼을 통합하여 Unified Facilities Criteria(UFC)를 발표 ‌ 미국은 여러 연구자들에 의해 관련 연구가 수행되고 있으며, 특히 미국 플로리다에 위치한 The Center 동향조사 · 시설물분야

for Infrastructure Protection and Physical Security(CIPPS)가 방호·방폭에 대한 연구를 선도 - ‌ CIPPS 책임자인 Theodor Krauthammer교수는 충격이나 폭발하중을 받는 구조물의 거동에 대한 연구 를 수행하며, 접합부에 대한 연구도 병행

(3) 우주구조물 ‌ 최근 NASA는 Selective Laser Sintering(SLS) 기술을 활용한 로봇을 활용해 행성의 암석이나 토양을 녹여서 구조물을 만드는 기술을 연구165) ‌ 로봇시스템과 통합하여 현지 자원을 구조물 재료로 활용하는 기술들이 연구되고 있으며, 건축계획 측면에서는 최적화된 모듈화로 공간 활용을 극대화하면서도 영구 거주에 적합한 확장성과 편의성에 대한 연구가 진행 그림 41 달자원을 이용한 달콘크리트 생산 개념도

164) 방호·방폭용 콘크리트 구조물의 접합부에 대한 연구동향 분석, 임광모 외1, 한국콘크리트학회 2014 봄 학술대회, 2014 165) 유럽의 항공우주 기술 및 정책동향, KISTI, 2014

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‌ 일본 오바야시건설은 ’50년까지 자기부상열차와 탄소나노튜브를 활용한 우주엘리베이터개발하는 계획을 발표166) ‌ 우주엘리베이터는 지상 엘리베이터 승강장에서 3만6000km 고도 정지궤도상 우주정거장을 연결하도록 구상 ‌ 엘리베이터 속도는 시속 200km로써 일본 고속열차인 신칸센과 같은 승차감을 제공할 것을 목표로 하며 엘리베이터를 움직이는 케이블은 강철 대비 20배 이상 강한 탄소나노튜브소재를 이용하여 제작할 계획 ‌ 미국, 유럽은 3D 프린터를 활용한 달기지 건설을 구상 중 ‌ 유럽우주기구(ESA : European Space Agency)는 ’14년 11월 3D 프린터 로봇을 이용하여 건설 재료를 현지에서 조달하여 달 기지를 건설하는 구상을 공개167) - ‌ 동 구상의 특징은 지구에서 만든 원통형 모듈을 달로 보내 조립하는 기존의 구상과는 달리, 3D 프린터 로봇으로 달 표면 흙을 채취하여 활용하는 등 건설 재료를 현지에서 조달함으로써 달기지 건설 재료 운 반 시 발생하는 비용을 감소 07. 특수구조물

그림 42 3D 프린터 로봇을 이용한 달 기지 건설 상상도

‌ 미 항공우주국은 국제우주정거장(ISS)의 미소 중력 연구 글로브 박스(MSG) 내에 3D 프린터를 설치하여 무중력 상태에서의 3D 프린트 적용시험을 수행중168) ‌ 항공우주국과 비글로에어로스페이스사는 우주 시설물로 활용할 수 있는 팽창형 모듈(expandable 미 module)을 공동 개발 중169) ‌ 팽창형 모듈은 발사 시에는 접혀 있다가 목적한 장소에 도착하면 부풀어 오르는 구조물로써, 현재 개발 중인 독립형 팽창식 거주 모듈 ’BA330’은 신소재로 제작되어 콘크리트 수준의 강도와 현재 우주정거장과 동급의 우주방사선 방호력을 갖춤 166) 우주로 뻗는 96000km 탄소케이블, 매일경제, 2015. 03. 16.

167) 유럽우주기구, 3D 프린터 로봇 이용한 달 기지 구상, 연합뉴스, 2014. 11. 10.

168) ISSで3Dプリンタの設置に成功――宇宙空間での部品製造を目指す(http://monoist.atmarkit.co.jp), MONOist, 2014. 11. 20.

169) New Expandable Addition on Space Station to Gather Critical Data for Future Space Habitat Systems, NASA, 2015. 03. 12

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Ⅱ. 국내 동향 (1) 고온, 극저온 구조물 ‌ 국내에서는 ’14년 2월 남극대륙에 제2과학기지를 건설을 계기로 영구동토층에서 견딜 수 있는 구조물의 기초형식, 극한지 재료, 기초구조물 설계 기술을 개발170) ‌ 한국건설기술연구원은 ‘극한지 하부구조 급속시공 플랫폼 기술 개발’ 과제를 통하여 극한지인 동토의 지반특성 분석 기술, 지반 안정성 확보기술, 말뚝기초 설계기술, 공기단축이 가능한 인공지지판 건설 기술을 개발 그림 43 극한 기후 구조물지지 공법도

동향조사 · 시설물분야

[열 사이펀의 메커니즘 개요도]

[온도제어형 구조체 모식도]

자료 : <연구기관 리포트> 극한지 하부구조 급속시공 플랫폼 기술 개발, 건설경제, 2015. 03. 03.

‌ 국내에서는 영구동토를 대상으로 자원이송망의 안전성과 건설비용을 저감할 수 있는 연구개발사업을 ’18년까지 추진예정171) ‌ 러시아의 시베리아 자원이송망 건설시장 진출을 위해 영구동토지역의 지반환경 및 기후환경에 대응가능한 구조물 설계 및 시공기술, 최적 관망선로 설계기술, 유지관리 및 평가기술을 개발 ‌ 국내는 우수한 제강 기술을 보유하고 상온에서의 파이프의 인장변형 성능평가 경험은 있으나, 극한환경에서의 실험실적은 전무한 상태이며, 동 연구개발을 통해 러시아 등 동토지역의 자원이송망 건설사업 진출을 위한 기술을 확보할 것으로 기대

170) <연구기관 리포트> 극한지 하부구조 급속시공 플랫폼 기술 개발, 건설경제, 2015. 03. 03.

171) 극한지 자원이송망 설계 및 시공자동화 기술 기획, 국토해양부·한국건설교통기술평가원, 2012.10

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(2) 방호구조물 ‌ ’10년 국토교통부의 건축물 테러예방 설계가이드라인이 시행중이며, 최근 약 10년간 국책과제로 꾸준히 시행중 ‌ 국내의 방폭기술은 화생방 등에 대한 대비설계가 대부분이며 연쇄붕괴 방지설계에 대한 엔지니어링 및 인프라수준은 여전히 미약함 ‌ 국토교통부 등에서 건설공사의 확률적 위험도 분석에 대한 연구를 수행했었으나 테러에의 적용은 미비한 상태임

‌ 육군사관학교를 중심으로 유사시 군지휘시설의 방호, 차폐 성능향상 연구가 진행 ‌ ’13년 방호대책에 요구되는 군지휘시설에서 작전지속성 보장에 필수적인 수자원 및 에너지자원을 공급하기 위한 다중형 도파관의 전자기파(Electromagnetic Pulse, EMP) 차폐성능 분석 연구를 07. 특수구조물

수행172) ‌ ’14년에는 지하 깊이에 따른 암반의 EMP 차폐 감소효과를 시뮬레이션함173)

172) 지휘소 작전지속성 보장을 위한 도파관의 전자기파 차폐성능 향상방안, 윤상호, 손기영, 김석봉, 박영준, 한국건축시공학회 논문집, 2013 173) 2014 가을 학술발표회 및 학술포럼 한국터널지하공간학회, 2014

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07. 국내외 동향 요약 Ⅰ. 시장동향 ‌ ’18년 해외 시설물분야 시장은 약 3조 3,682억 달러규모, 국내 시설물분야 시장은 26조원 규모로 추정 ‌ Global Insight(2014)에 따르면 세계 Infrastructure 시장은 ’18년 3조 3,682억 달러 규모로 성장이 예상 ‌ 대한건설협회 연도별 종합건설업 조사 중, 도로교량, 터널, 댐·항만, 간척, 택지, 공업용지조성, 기타(치산, 사방 등) 기성실적을 국내 건설시장으로 산정했으며 ’14년 이후 시장은 최근 10년간 평균 소비자 물가상승률 2.7%를 적용해 외삽하여 산정 동향조사 · 시설물분야

구분 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 해외 시설물분야 시장 2,411,213 2,514,092 2,621,359 2,700,0002,840,400 2,966,441 3,098,075 3,235,550 3,368,210 (단위 : 백만달러) 국내 시설물분야 시장 (단위 : 억원)

244,720 204,620 247,091 228,352 234,518 240,849 247,352 254,031 260,890

Ⅱ. 정책동향 구분

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내용

미국

‌ 미국에서는 4년마다 16개 시설물을 대상으로 평가요소를 기준으로 평가하여 등급을 부여함으로써, 시설물의 현황을 지속적으로 진단하고 있으며, ’13년 연방 도로청은 교량 대중교통 인프라의 상태·성능보고서 발간 및 유지·개선을 위한 투자방안 제시 ‌ 미국은 교량, 터널 등 시설물 노후화에 따른 유지보수 가이드라인 정립 및 인프라 성능에 대한 주기적 점검, 통계관리를 수행하고 있으며, 관련 연구개발에 대한 투자를 지속(MAP-21을 통해 ’14년 9월까지 약 1,050억 달러를 도로건설, 유지관리, 안전, 대중교통, 교통계획 및 제반연구에 투자, ’15년 부터 확대 투자예정)

EU

‌ EU는 ’15년, 대규모 인프라 투자를 통한 일자리 창출, 경기부양을 목적으로 ‘Investment Plan for Europe’ 발표하고 향후 3년간 최소 3,150억 유로 투자 계획 및 EU와 민간 협력 장기 투자를 구상 ‌ EU는 ECTP vision 2030을 통해 미래 지하공간 건설을 위한 차세대 창의 기술항목을 도출하고 ’30년까지 기술개발 마스터플랜을 수립하여 R&D투자를 증가시킬 계획

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일본

‌ 일본은 시설물의 고령화 급증(’30년 도로, 교량의 53%, 하천관리시설의 60%, 항만부두의 53%가 건설 후 50년 이상 경과할 것으로 전망)에 따라 ’13년 ‘과학기술이노베이션 종합전략’, ‘일본부흥전략’, ‘인프라 장수명화 기본계획’ 등을 수립하여 유지관리비용 절감을 위한 효율적 관리, 유지보수 계획을 목적으로 유지관리 로봇기술 및 모니터링 기술개발에 투자중

한국

‌ 국내는 ’15년도 예산 수립 시 시설물의 재난 예방 및 대응을 위한 예산을 확대하고, ’11~’20년간 노후, 유후 항만 재개발 추진 계획, 「제3차 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 기본계획(’13~’17)」 등을 통해 노후시설물에 대한 유지관리정책을 추진 ‌ R&D 분야에서는 제5차 건설기술진흥기본계획(’13~’17)을 통해 지능형 시설물 및 시설물의 재난재해 대응기술개발에 투자를 지속 07. 국내외 동향 요약

Ⅲ. 기술동향 분야

주요 기술동향

교량

‌ 미국에서 한계상태설계법 기반 교량 설계기준이 채택된 이후 유럽, 일본 등에서 신뢰도 해석 이론에 기반한 교량 설계기준 개념이 정립되고 있으며 국제기준으로 확산되고 있음 ‌ 미국, 일본에서는 교량 노령화에 따라 교량 상태평가기준을 정립하고 교량상태 DB를 구축했으며 교량 상태 모니터링을 위한 센서기술, 상태평가기술개발이 지속되고 있음 - ‌ 케이블교량의 운용관리시스템은 초정밀 계측, 현수교 케이블 상태 비파괴진단, 재난대응시스템 구축, 위험 예측 및 의사결정 지원 기능제공의 방향으로 발전하고 있음 - ‌ 미국, 일본은 콘크리트 교량의 균열 억제 및 철근부식 추정기술을 개발함 - ‌ ’14년 미국 Mineta National Transit Research Consortium에서는 철도교량의 잔존 피로수명과 누적 손상을 평가하기 위한 방법론을 개발하였음 ‌ 경제적 교량 시공을 위한 고성능 강재, 고강도 콘크리트, 프라스틱 섬유보강 시멘트판, 내부식성능향상 도료 등 재료 기술과 경제적 교량 시공기술개발이 진행됨 ‌ 국내에서는 국내에서 ’08년부터 ’15년까지 ‘초장대교량 사업단’등 교량의 신재료, 신공법, 신형식 적용을 위한 기술개발이 진행됨

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터널 및 지하 공간

‌ 해외 주요 TBM기술 보유국은 TBM제작·생산 및 시공경험을 기반으로 기술경쟁력을 확보하고 있음 - ‌ 세계 TBM장비 및 TBM건설기술을 주도하고 있는 유럽은 커터헤드 설계기술 선진화, 디스크커터 수명 향상, 고성능 세그먼트 개발 등 경제적인 TBM시공을 위한 기술개발을 추진함 ‌ 노르웨이, 영국, 프랑스 일본 등 선진국은 오랜 기간동안 해저지반조사, 지반조건별 굴착기술을 축적해오고 있으며, 장경간 해저터널기술을 확보함 ‌ 부유식 터널과 관련해 노르웨이, 이탈리아 등에서 개념연구가 지속되어 왔으며 최근 중국은 ’01년에 이태리 외교부 및 Naples대학과 Jintang해협 횡단에 수중교량을 적용하기 위한 공동연구를 시작한 이후 ’04년부터 세계 최초의 부유식 교량 설치를 추진하고 있음 ‌ 국내에서는 최근 대단면 TBM 건설기술 확보를 목적으로 ‘TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM 터널의 최적 건설기술’ 연구단이 추진되었으며 도심지 공동구, 대심도 복층터널, 수중교량 건설기술개발 등이 추진됨 ‌ 국내 지하대공간 구조물 건설기술은 경주 방사능 폐기물 처리장, 울산, 여수 석유비축기지 등 건설을 통해 세계적 수준으로 인정받고 있음

사면 /지반조사 /기초

‌ 최근 일본은 지반 개량 시 토양 환경 보전에 적합한 지반 개량 자재 및 개량(말뚝)공법을 개발함 ‌ 미국 NAVFAC(Naval Facilities Engineering Command)은 기존 파일기초를 대체할 수 있는 지속가능하고 경제적인 새로운 세대의 Modular Hybrid Pier (MHP, 396×27 m)를 개발할 계획을 수립 ‌ 일본은 유수역 앵커 보강 흙벽 공법, CAB Wall 공법 등을 개발하여 경제적인 흙막이구조물 시공이 가능함 ‌ 영국은 해저면에 거대 철강 버킷(bucket) 기초 설치를 통한 세계 최대 해상풍력발전단지 Dogger Bank를 건설중임 ‌ 국내에서는 13년부터 도시방재 토사재해 회피기술에 대한 통합시스템개발연구가 진행 중이며, 국토교통부는 ’14년 사면보호/보호/유지를 위한 비탈면 보강 관련 연구를 지원함

항만 및 해양 구조물

‌ 최근 주요 선진국은 준설현장 지반 모니터링, 3차원 시공현장 시뮬레이션, 친환경 준설기술을 확보함 ‌ 이탈리아, 일본은 기후변화로 인한 자연재해로부터 해안구조물과 배후도시를 보호하기 위한 목적으로 다양한 방재 인프라를 건설하고 있음 - ‌ 해안도시인 이탈리아 베니스는 매년 발생하는 해수 범람으로 인한 홍수를 방어하기 위해 총 78개의 대형 수문을 건설하는 Mose프로젝트를 추진함 ‌ 미국, 유럽 및 일본 등에서는 대형 부유식 구조물인 해상 LNG터미널에 대한 연구개발을 통해 개념설계, 기능별 시스템 개발 이후 구체적인 제품화단계에 접근함 ‌ 미국, 영국, 캐나다, 프랑스 등에서는 수중구조물 시공을 위한 수중건설로봇을 제작하여 현장에서 활용 중 ‌ 일본, 스위스, 인도(풍력), 러시아(원자력)는 부유식 구조물을 활용한 발전단지 건설을 추진 중이며, 네덜란드는 부유식 구조물을 활용한 거주공간 건설기술이 실용화 단계에 진입 ‌ 국내에서는 ‘환경친화적 준설토 확보, 매립 및 운송거리 30Km이상급 이송 기술 개발’을 통해 녹색 매립/이송 및 ㅊ준설토 이송 기술이 개발되었으며, 항만방재시설 구축 및 적재량 개선을 위한 기술개발이 추진 중임

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‌ 국내 수중 건설로봇 분야의 사회적/산업적 인프라를 개선하고 수중시공능력 향상에 기반한 국토해양 경쟁력 확보를 위하여 ’13년 9월 수중건설로봇사업단을 발족함

특수 구조물

‌ 일본 시미즈건설은 3D 프린터를 이용하여 자체 전력생산이 가능한 심해도시를 건설할 수 있는 구상 ‘OCEAN SPIRAL’을 발표함(’14년 11월) ‌ ‘01년 미국의 WTC 테러 이후, 방폭 및 연쇄붕괴방지설계는 구조분야에 주요연구주제가 되어 왔음 ‌ NASA는 Selective Laser Sintering(SLS) 기술을 활용한 로봇을 활용해 행성의 암석이나 토양을 녹여서 구조물을 만드는 기술을 연구 중 ‌ 일본 오바야시건설은 ’50년까지 자기부상열차와 탄소나노튜브를 활용한 우주엘리베이터 개발계획을 발표 ‌ 국내에서는 국내에서는 ’14년 2월 남극대륙에 제2과학기지를 건설을 계기로 영구동토층에서 견딜 수 있는 구조물의 기초형식, 극한지 재료, 기초구조물 설계 기술을 개발하고, 영구동토를 대상으로 자원이송망의 안전성과 건설비용을 저감할 수 있는 연구개발사업을 ’18년까지 추진예정임 07. 국내외 동향 요약

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08. 주요이슈 및 시사점 ‌ 선진국을 중심으로 교량, 항만 등 주요 기반 시설물의 유지관리·해체 시장이 활성화 ‌ 미국, 유럽, 일본 등 주요 선진국에서는 시설물 노후화에 따른 시설물 유지관리 및 장수명화를 위한 정부투자를 확대 - ‌ 미국의 시설물 ’14년 투자비용 총 4,160억 달러 중 유지보수가 차지하는 비용이 56.56%을 차지하고 있 으며, 향후에도 지속적으로 유지보수 투자가 높아질 것으로 전망 - ‌ ’13년 EU 주요국들의 인프라 투자비 대비 유지관리 비용 비중은 전반적으로 40%를 상회하는 것으로 조사 - ‌ 일본 인프라 시설의 미래 유지관리비용은 ’13년 3.6조엔에서 ’33년에는 4.6조~5.5조엔으로 전망

‌ 전 세계적으로 사면재해로 인한 인적, 경제적 피해가 전반적으로 증가하는 추세이며 이에 따라 사면 동향조사 · 시설물분야

보강, 복구 시장이 활성화

‌ 미국, 일본 등 주요 선진국에서 노후 교량의 성능평가 및 성능향상 연구 등 시설물 수명 장기화를 목적으로 한 R&D투자가 증가 ‌ 미국의 경우 미국 내 모든 교량 정보를 수집, 관리하고 있으며, 노후 터널 및 교량보수에 대한 연구비 지원, 재해발생에 따른 피해저감 프로그램을 운영중 ‌ 일본은 고령화 시설물 급증에 따라 유지관리소요비용 절감을 위한 예방적 방안 및 효율적 유지보수 계획을 발표 ‌ 미국, 일본에서는 교량의 평가 및 검사, 모니터링, 보수 및 개선 연구가 활발하게 진행 ‌ 국외에서 교량 상태평가기준을 정립하고 교량상태 DB, 교량 상태 모니터링을 위한 센서기술, 상태평가기술개발이 진행되고 있으며 특히 LTBP의 경우 20년 이상 장기간 R&D를 지원

‌ 미국, 일본 등에서 지진, 해일, 산사태 등 자연재해 피해 저감을 위한 투자가 확대되고 있으며, 국가차원의 피해저감 프로그램 등 관련 기술개발이 활발히 수행 ‌ 미국은 지질조사소를 통해 국가차원의 산사태재해 프로그램 및 피해저감 프로그램 운영 ‌ 일본은 산사태, 사면재해 취약지역 설정 및 피해예측 및 예방연구를 수행하고, 토사재해정보시스템을 구축, 적용

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‌ 이탈리아 베네치아에서는 기후변화와 자연재해로부터 도시를 보호하기 위한 목적으로 7조 원을 투자하여 대형 수문을 건설 ‌ 국내에서 도시방재 토사재해 회피기술을 위한 통합시스템개발, 확률론적 산사태 모니터링, 산사태 및 산사태 피해범위 예측, 산사태 재해관리/저감 시스템 구축 진행 중

‌ 세계적으로 도로 지하화, 해안환경 보존 등 친환경적 시설물 운영은 정책적 화두 ‌ 프랑스, 스페인, 스웨덴은 지상 친환경공간 조성과 교통량 증대 목적의 도로지하화 프로젝트를 08. 주요이슈 및 시사점

계획하고 있으며 미국에서는 Low Line 프로젝트를 계획중 ‌ 미국, 유럽, 싱가폴, 말레이시아, 한국 등에서는 그린포트 정책 채택 ‌ 국내에서는 제 5차 건설기술진흥기본계획(’13~’17)에서 Green & Smart 건설기술 개발을 중점 추진하면서 건설산업분야 온실가스 감축을 위한 전생애 주기 관리를 강화

‌ 미국, 일본 등에서 미래 시설물 기술 선도를 목적으로 한 부유식 발전단지, 우주구조물, 우주 엘리베이터, 심해구조물, 방호방폭 구조물 연구가 활발 ‌ ’15년 교세라(Kyocera)사는 일본 카토시(Kato City)에 세계 최대 규모의 부유식 태양발전소를 도입했으며 러시아는 부유식 원자력 발전소 건설을 ’16년까지 완료할 계획 ‌ 국외에서는 3D 프린터를 활용한 우주구조물, 우주엘리베이터에 대한 개념적 논의가 활발히 이루어지고 있음 ‌ 미국에서 WTC 테러 이후 방호방폭 구조물에 대한 연구가 활발히 진행되었으나 국내에서는 구조물 기준을 실증분석하는 수준

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09. 참고문헌 ‌ 에너지·인프라 성장시장, 태평양 동맹, 포스코경영연구소, 2014. 4. 9 ‌ EU, 3150억유로 경기부양 '융커 플랜' 시동, 한국경제, 2015, 03. 11 ‌ 美, 경기부양법을 활용한 교통투자 방향, 도로정책브리프, 김혜란, 도로정책연구센터, 2014. 5. 20 ‌ 일본 인프라 설비기기의 보전 관리 시장 현황, KISTI, 미리안 글로벌 리포팅 2014. 9 .27 ‌ 해상교량기초 대형 원형강재 가설공법 개발을 위한 기획연구, 한국건설기술연구원, 2014 ‌ 해저케이블 진정한 Top 3를 향한 항해 시장, 키움증권, 2012. 11. 20 ‌ 세계의 바다를 누빌 수중건설로봇을 우리 기술로 만든다, 로봇신문, 2014, 7, 20 ‌ 중국도 일본도 북극러시, 조선일보, 2015. 3. 21 ‌ FHWA, 도로정책연구센터 해외정책동향(roadresearch.or.kr), 미국 연방 교통예산법 MAP-21, 동향조사 · 시설물분야

2014.1.20 ‌ 건설동향브리핑 제452호, 미국 내 교량 붕괴 현황, 한국건설산업연구원, 2014. 3. 10 ‌ 산사태 발생 위험지의 통합관리 방안 연구, 산림청, 2013. 12. ‌ 에코시안 리포트, 에코시안 연구소. 2014.02.19 ‌ 영국 · 일본 · 한국이 예측한 건설과 교통기술, The Science Times, 2015. 4. 13. ‌ 국제물류위클리, 한국해양수산개발원, 2013. 5. ‌ 건설동향브리핑 제502호, 최근 일본 SOC 시설물 정비 사업 동향, 한국건설산업연구원, 2015. 03. 16. ‌ 건설동향브리핑 제500호, 일본의 노후 SOC 시설물에 대한 최근 정책 동향, 한국건설산업연구원, 2015.

03. 02. ‌ 산사태 발생 위험지의 통합관리 방안 연구, 산림청, 2013. 12. ‌ 초장대교량사업단 경제적 편익 분석보고서, 초장대교량사업단, 2015. ‌ 세계 최고 수준의 초고성능 콘크리트의 제조기술 개발, 건설경제, 2012. ‌ 케이블교량 성능 최적화 기술개발 기획 연구개발계획서, 한국도로공사, 2014. ‌ 해중고속철도기획연구, 한국철도기술연구원, 2013. ‌ Weekly Construction Technology Trend V207, 롯데건설 기술연구원, 2013.6. 13. ‌ 대심도 지하도로 설계지침 제정연구 1차년도 최종보고서, 국토교통부, 2012. 12. ‌ 교통류 보존형 터널단면 확대 시공기술 개발(3차년도), 국토해양부, 2012. 10. 25. ‌ 환경친화적 준설토 확보, 매립 및 운송거리 30km 이상급 이송기술 개발 연구단 기술수준 및 가치평가, 한국해양과학기술원, 2014. 11. 20 ‌ [월간로봇]건설로봇의 세계, 이계홍, 2014. 08. 12.

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2015 국토교통 R&D 동향조사 시설물분야

‌ 日, 내년에 7MW급 부유식 해상풍력 설치, 이투뉴스, 13. 06. 12. ‌ 유럽의 항공우주 기술 및 정책동향, KISTI, 2014. ‌ 우주로 뻗는 96000km 탄소케이블, 매일경제, 2015. 03. 16. ‌ 유럽우주기구, 3D 프린터 로봇 이용한 달 기지 구상, 연합뉴스, 2014. 11. 10. ‌ 국내 장대교량 시장규모 6.7조원 예상, 한국건설신문 2014.07.16. ‌ 30년넘은 시설 1864개. 댐·철도 교량 노후화 심각, MK뉴스, 2014.05.29. ‌ 30년이상 노후 철도시설 43%... 보수예산 6% 뿐, 연합뉴스, 2014.9.11. ‌ 도심지 소단면(Φ3.5m 급) 터널식 공동구 설계 및 시공 핵심기술 개발 기획보고서, 국토교통부, 2015. 7. ‌ "만덕~센텀 지하고속도로 경제성 충분", 부산일보, 2014.10.15. ‌ ’목포~제주’ 해저 고속철도사업 속도내나, 뉴시스, 2014. 08. 20.

09. 참고문헌

‌ 2013 재해연보, 소방방재청, 2014. ‌ 항만시설 및 능력현황, 2013.6, 해양수산부. ‌ 4대강 감사결과 관련 브리핑자료, 국토교통부, 2013.1. ‌ 해저 케이블, 진정한 Top3를 향한 항해 시작, 키움증권, 2012, 11. ‌ 제3차 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 기본계획, 국토교통부, 2012.12. ‌ ‘내년도 안전 예산 대폭 증액 – 재난 예방·대응에 중점, 한국건설산업연구원, 2014. 10. ‌ 싱크홀 예방을 위한 지반침하 예방대책 발표’, 보도자료, 국토교통부, 2014. 12. 4. ‌ 국토교통 R&D 중장기 전략, 국토교통과학기술진흥원, 2014. 07. ‌ 새만금 호내 친환경적인 준설 및 준설토 관리방안, 환경부, 2012. ‌ 제4차 해양환경 종합계획 시행계획(안), 해양수산부, 2014. ‌ 해양수산 R&D 중장기계획(’14~’20)(안), 해양수산부, 2013. ‌ ’북극지역 공간정보 구축, 정책뉴스, 국토교통부, 2014. 02. 17. ‌ 강상자 구조와 트러스 구조가 결합된 장경간 하이브리드 교량구조개발에 관한 연구, 신동기, 국토교통과학기술진흥원, 2013. ‌ 강합성 교량의 압출가설용 상부슬래브 개발, 최항용, 국토교통과학기술진흥원, 2013. ‌ Smart Mold시스템을 이용한 프리캐스트 곡선 PSC 보(Curved Beam)의 실용화 연구, 김성제, 국토교통과학기술진흥원, 2013. ‌ 이동식 반력대 및 부분 비축착을 적용한 단부 형고 증대형 프리텐션 거더 표준화 및 생산기술 개발, 이종원, 국토교통과학기술진흥원, 2014.

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‌ 첨단 복합소재 교량용 방호울타리 개발에 관한 연구, 김승억, 국토교통과학기술진흥원, 2012. ‌ 터널시공 중 위험 지질조건 판정을 위한 의사결정 시스템 개발 기획, 김창용 국토교통과학기술진흥원, 2013. ‌ TBM연구단 1단계 사업 경제적 성과분석, 한국건설기술연구원, 2015. ‌ 도심지 소단면 턴널식 공동구 설계 및 시공 핵심기술 개발 기획보고서, 국토교통과학기술진흥원, 2015. ‌ 해저터널기술기획최종보고서, 국토교통부, 2011. ‌ 대심도 복층터널 설계 및 시공기술 개발 연구과제와 SK건설(유라시아터널) 적용기술력의 차별성, 한국건설기술연구원 지반연구소, 2015. ‌ Weekly Construction Technology Trend V207, 롯데건설 기술연구원, 2013. 6 13. ‌ 그라우팅 전에 인장이 가능한 영구앵커 공법 개발, 민경남, 국토교통과학기술진흥원, 2014. ‌ 산사태 및 토석류 발생 유형별 피해저감 전략수립연구, 구호본, 국토교통과학기술진흥원, 2013. ‌ 불포화 특성을 고려한 대구·경북 퇴적암 기반 풍화토층 사면의 안정성 평가기법 개발, 이영휘, 국토교통과학기술진흥원, 2013. 동향조사 · 시설물분야

‌ 기계화·자동화 터널건설을 위한 TBM 기술개발 기획연구, 한국건설교통기술평가원, 2010. 08. ‌ 선진시추장비와 시추공벽 영상화 장비를 이용한 TBM 전방 지반평가시스템 개발, 김종훈 외, 2014. 04.

23. ‌ 인공구조물 설치/제거에 의한 해양환경 예측모델링 기술개발 최종보고서, 해양수산부, 2013. 10. ‌ <연구기관 리포트> 극한지 하부구조 급속시공 플랫폼 기술 개발, 건설경제, 2015. 03. 03. ‌ 극한지 자원이송망 설계 및 시공자동화 기술 기획, 국토해양부·한국건설교통기술평가원, 2012.10. ‌ 지휘소 작전지속성 보장을 위한 도파관의 전자기파 차폐성능 향상방안, 윤상호, 손기영, 김석봉, 박영준, 한국건축시공학회 논문집, 2013. ‌ 2014 가을 학술발표회 및 학술포럼 한국터널지하공간학회, 2014. ‌ 유럽의 항공우주 기술 및 정책동향, KISTI, 2014. ‌ Global Construction Outlook 2013, IHS Global Insight, 2014 ‌ MarketLine Industry Profile "Global Transportation Infrastructure", MarketLine, 2012. 5 ‌ Count, Area, Length, and ADT of Bridges by Functional Classification, FHWA, 2015.1.22 ‌ 2013 Report Card for America's Infrastructure, ASCE ‌ Dredging in figures 2013, IADC, 2013 ‌ Moving Ahead for Progress in the 21st Century, FHWA, 2015 ‌ Apportionment of Federal-aid Highway Funds, FHWA, 2015 ‌ National Transportation Statistics, BTS, 2015 ‌ 2013 Status of the Nation's Highways, Bridges, and Transit: Conditions & Performance, FHWA, 2013

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2015 국토교통 R&D 동향조사 시설물분야

‌ National Tunnel Inspection Standards(2013), FHWA, 2015 ‌ “Study on establishing Green Port Policy in Korea to meet Ports’ Characteristics: Development of Ulsan Green Port Policy by using AHP”, Journal of Navigation and Port Research Vol.38 No.5 pp.549-559, 2014 ‌ An Investment Plan for Europe, European Commission, 2014. 11. 26. ‌ Marine Strategy Framework Directive, European Commission(http://ec.europa.eu), 2015. ‌ Bridges for Service Life beyond 100 Years: Innovative Systems, Subsystems, and Components, TRB, 2013. ‌ Proposed Guideline for Reliability-Based Bridge Inspection Practices, TRB, 2014. ‌ Wireless sensors and flying robots: A way to monitor deteriorating bridges (http://phys.org/news), PHYSORG, 2014. 08. 15. ‌ Researchers study ‘smart’ rocks use for detecting bridge damage(http://phys.org), 2014.07. 02. ‌ Synthetic rubx ber repairs itself(http://ec.europa.eu), 2014. 06. 02. ‌ Fatigue Evaluation of the Increased Weight Limit on Transit Railway Bridges (No. CA09. 참고문헌

MNTRC-14-1143), Nassif, H., Ozbay, K., Lou, P., & Su, D, 2014. ‌ New Technology Information System(www.netis.mlit.go.jp), 2015. ‌ Evaluation of Crack Control Methods for Deep Pretensioned Bridge Girder Ends. PCI Jounrnal, 58(2), 91, Okumus, P. & Oliva, M, G., 2013. ‌ Polyurethane/E-Glass Pultruded Guardrail(http://www.creativepultrusions.com), 2014. ‌ Walter, B., & Mooney, M. (2012). Extending TBM Reliability by Detecting Boulders. In North American Tunneling Conference, Indianapolis, IN. ‌ New Expandable Addition on Space Station to Gather Critical Data for Future Space Habitat Systems, NASA, 2015. 03. 12. ‌ インフラ長寿命化における道路橋の新たな点検技術の開発, 2014. 4 ‌ 科学技術イノベーション総合戦略 2013.閣議決定, 2013. ‌ 日本復興戦略: 未来への挑戦, 閣議決定, 2013. ‌ インフラ長寿命化基本計画が, インフラ老朽化対策の推進に関する関係省庁連絡会議, 2013. ‌ 橋梁用ケーブルの張力測定・モニタリング技術(高次振動法), NETIS, 2014. ‌ 斜面崩壊検知センサー「感太郎」, NETIS 2014. 02. 28. ‌ 低温粉砕・未発酵樹皮資材工法, NETIS, 2015. 01. 14. ‌ ジュート繊維利用環境配慮型人工張芝「アサシバ」, NETIS, 2015. 01. 14. ‌ マックスマット工法, NETIS, 2014. 10. 20. ‌ マルチプロテクション工法, NETIS, 2014. 03. 11.

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Korea Agency For Infrastructure Technology Advancement

‌ スノーネット, NETIS, 2014. 02. 05. ‌ 「法留かご」 ステップロック , NETIS, 2014. 08. 08. ‌ ムーブソールフェンス, NETIS, 2013. 12. 09. ‌ ジオシェルトン, NETIS, 2014. 11. 27. ‌ グリーンドロコン , NETIS, 2015. 02. 25. ‌ ジオシンセティックス液状化変形抑制工法(SECURE-G工法), NETIS, 2015. 01. 14. ‌ エコクラッシュ工法(ECR工法), NETIS, 2014. 07. 02. ‌ 銅スラグサンドコンパクション杭材料, NETIS, 2014. 02. 10. ‌ セメント改良基礎杭工(KR杭工法), NETIS, 2013. 07. 29. ‌ 導入しやすい地中熱、工事費を1/4に, Smart Japan, 2015. 01. 13. ‌ 多数アンカーW, NETIS, 2014. 09. 04. ‌ CAB WALL工法, NETIS, 2014. 06. 12. ‌ 港湾における防潮堤 （胸壁） の 耐津波設計ガイドライン, 国土交通省 港湾局, 2013. 동향조사 · 시설물분야

‌ Yet Another Claim For World’s Largest Floating Solar Plant ‌ 3Dプリンタで都市を建設、深海で100MW発電, Smart Japan ‌ 국토교통통계누리(https://stat.molit.go.kr) ‌ 국토교통부 공식블로그, korealand.tistory.com ‌ 워싱턴주 교통국 홈페이지(www.wsdot.wa.gov) ‌ Lowline project, 로우라인 프로젝트 홈페이지(www.thelowline.org) ‌ Infravation Project 홈페이지(infravation.net) ‌ Safelife Project 홈페이지(www.safelife.eu-vri.eu) ‌ BTS 홈페이지(www.britishtunnelling.org.uk) ‌ Waterstudio 프로젝트 홈페이지(waterstudio.nl/projects/54) ‌ OECD Statistics(stats.oecd.org) ‌ NEXCO(www.e-nexco.co.jp)

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2015 국토교통 R&D 동향조사 시설물분야 발행인 김병수 발행처 국토교통과학기술진흥원 발행일 2015년 12월

경기도 안양시 동안구 시민대로 286(관양동 1600) 송백빌딩 2~6F TEL. 031-389-6313

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